特種集成開關電源的電路設計

摘要：詳細闡述了四種新型特種集成開關電源的性能特點、電路設計方案及其應用領域。
關鍵詞：特種集成開關電源復合型恒壓／恒流型截流型恒功率型TheCircuitDesignofIntegrated

1引言

特種集成開關電源與傳統(tǒng)的開關電源相比，具有電路新穎、功能奇特、性能先進、應用領域較為廣泛等特點。特種集成開關電源主要包括以下四種類型：復合型開關電源、恒壓／恒流型開關電源、截流輸出型開關電源恒功率輸出型開關電源。它們均采用TOPSwitch或TOPSwitch－Ⅱ系列單片開關電源集成電路，再配上相應的外圍電路（含控制環(huán)路）設計而成，具有不同的輸出特性和應用領域，能滿足不同用戶的需要。

2復合型開關電源的電路設計

2.1復合型開關電源的設計方案

眾所周知，線性集成穩(wěn)壓器的輸出穩(wěn)定度很高，紋波電壓很小，但電源效率低，需使用笨重的工頻變壓器。而單片開關電源的效率很高，并且能省去工頻變壓器，但電壓穩(wěn)定度較低，紋波電壓較高。若將二者巧妙地結合起來，把單片開關電源當作前級穩(wěn)壓器，再由線性集成穩(wěn)壓器進行二次穩(wěn)壓，即可揚長避短，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，構成理想的高效、精密穩(wěn)壓電源。所配線性集成穩(wěn)壓器有以下三種方案：

（1）配7805系列三端固定式集成穩(wěn)壓器，其電路簡單，成本低廉；

（2）配LM317型三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器，使輸出

電壓連續(xù)可調(diào)，并能進一步提高穩(wěn)壓性能；

（3）配LM2937（固定輸出）、LM2991（可調(diào)輸出）等型號的低壓差穩(wěn)壓器，可使復合型開關電源的效率得到進一步提高。

采用兩級穩(wěn)壓的復合型開關電源，其電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率均可達到±0.1％。

根據(jù)需要，還可為復合型開關電源增加欠壓保護、過壓保護、交流掉電保護、軟起動等自動保護功能。

2.2復合型開關電源的設計示例

具有掉電保護功能的復合型開關電源的電路如圖1所示。該電路利用一片TOP209型單片開關電源作前級穩(wěn)壓，再用LM2937型三端低壓差穩(wěn)壓器作后級穩(wěn)壓。LM2937在額定負載下的輸入－輸出壓差（UI－UO）≤0.6V，僅為LM7805的1/6～1/3，能顯著降低穩(wěn)壓器的功耗，提高電源效率。LM2937的輸出電壓為5V，最大輸出電流是0.5A。交流掉電保護電路由VT1、VT2、C7、R4～R6組成。其中，R5、R6和VT2用來檢測交流電壓，所設定的閾值電壓須低于85V，現(xiàn)取70V。一旦UI70V，VT2立即截止，直流電壓就通過R4給C7充電。當C7兩端電壓高于達林頓管VT1的發(fā)射結總壓降時，VT1就導通，使TOP209的控制端電壓變成低電平。與此同時C5放電，將電源關斷。正常情況下，UI>70V，因VT2導通，C7兩端電壓始終為0V，故該電路不起作用。不難看出，掉電后的供電時間與時間常數(shù)τ=R4·C7成正比。改變τ值即可設定供電時間。

圖1一種具有掉電保護功能的復合型開關電源

圖215V、2A精密恒壓/恒流型開關電源的電路

這種開關電源適合作為節(jié)能型計算機（亦稱“綠

色”PC機）的輔助電源。當交流掉電后，由輔助電源繼續(xù)供電一段時間，使微機能將數(shù)據(jù)存儲下來；當?shù)綦姇r間超過設定時間時，就自動切斷輔助電源。

3精密恒壓／恒流型開關電源的電路設計