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利用TOP Switch設計的開關電源

作者： 時間：2012-03-15 來源：網(wǎng)絡 收藏
3　利用TOP Switch組成的開關電源

　　如前所述，由于TOP Switch已經將很多功能集成在片子內部，所以很容易利用它組成各種小功率的功率變換電路，如Flyback, Forward, Boost，Buck等等。下面以圖3所示的7.5V、15W開關穩(wěn)壓電源為例來說明TOP Switch在開關電源中的典型應用。


　　該電源的交流輸入電壓范圍為85～265Vac，經EMI濾波、整流、C2濾波之后，得到直流電壓。變壓器一、二次繞組的變比可以設定輸出電壓大小。電路剛上電時，TOP內部高壓電流源直接提供控制極電流Ic，使得片子啟動，電路開始工作。電路正常工作后，Ic將由反饋網(wǎng)絡提供，同時通過調節(jié)內部PWM的占空比實現(xiàn)對輸出電壓的自動調節(jié)。反饋網(wǎng)絡由偏置繞組Ns、VD3（IN4148）、電容C4、R1、光耦IC2（NEC2501-H）和穩(wěn)壓管VD22（N5995B）組成。Ns端電壓經過VD3整流和C4濾波后，得到一個偏置電壓。穩(wěn)壓管VD22（N5995B）、電阻R1和光耦IC2（NEC2501-H）則可通過控制光耦初級發(fā)光管的電流If實現(xiàn)對輸出電壓的調整。其中R1是VD22的限流電阻，同時又可以決定控制環(huán)路的增益。根據(jù)光耦特性，可以把光耦看作一個電流控制電流源（CCCS），次級電流Ic受初級電流If控制，且在一定的范圍內，兩者是成正比的，即
。所以，如果輸出電壓有波動，必然會引起If的同方向變化，于是引起Ic的變化使得PWM占空比往反方向變動，從而將輸出電壓穩(wěn)定下來。比如，若是輸出電壓偏低了，經過穩(wěn)壓管的作用，反饋網(wǎng)絡的原邊電流If必將降低，因而Ic也會降低。由于PWM占空比是跟Ic反方向變化的，所以占空比就會增加，從而使得輸出電壓升高，保持了輸出電壓的穩(wěn)定。

　　電路中除整流橋之外，所使用的二極管都是快恢復的，反向恢復
，以適應100KHz的開關頻率。C5（47uF）是控制端旁路電容，可以對控制環(huán)路進行補償，同時還決定著自動重啟動的頻率。并在變壓器原邊的VDZ1（P6KE150）是順態(tài)電壓抑制器（TVS），其嵌位電壓為150V，嵌位時間為1ns，功耗不超過5W。它與反串的二極管VD1（UF4005）一起組成漏極嵌位電路，一方面可以將高頻變壓器漏感產生的瞬時電壓嵌位在安全電壓以下，同時可以作為變壓器消磁回路，防止飽和。輸出端接R2作為電源的假負載，可以在電路輕載或空載時依然保證良好的輸出電壓和調整特性，避免電壓漂移。輸出LC濾波器可以顯著地減少開關頻率的輸出紋波和高頻噪聲，但是也可能會因為L、C的附加相移使電路不穩(wěn)定。因此本電路中反饋網(wǎng)絡的光藕連接到L1與整流器間，以避免附加相移引起不良后果。

4　應用中需要注意的問題

　　1）布線時，S引腳的引線應該非常短，旁路電容應盡可能靠近S和C引腳，同時，S腳應單點接地，以避免主電路的工作電流對控制信號造成干擾。

　　2）在某些條件下，從外部給控制引腳加入電壓或電流，能夠使TOP Switch永遠保持在8個自動回復周期中的某一個周期內，并且能夠防止開關電源自動重啟動。

　　3）在自動恢復工作過程中，當輸入電壓低于20V時，控制引腳電流很小，這樣會增加自動恢復循環(huán)的周期。所以，應避免輸入電壓過低。

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