基于TOP224Y復合型精密恒流源的設計
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TOP224Y是主電路的核心控制器件，其內部結構如圖2所示，主要包括以下幾個部分：
(1)控制電壓源。由控制電壓Uc向并聯調整器和門極驅動提供偏壓，而控制端電流TC則能調節占空比；
(2)帶隙基準電壓源。可以提供各種基準電壓；
(3)振蕩器。產生鋸齒波SAW、最大占空比信號和時鐘信號；
(4)并聯調整器／誤差放大器；
(5)脈寬調制器。通過改變控制端電流IC的大小，連續調節脈沖占空比，實現脈寬調制并能濾掉開關噪聲電壓；
(6)門驅動級和輸出級。內含耐壓為700V的功率開關管MOSFET；
(7)過流保護電路。利用MOSFET的漏源通態電阻來檢測過電流，當漏極電流過大時MOSFET關斷，起到過流保護作用；
(8)過熱保護及上電復位電路。當芯片結溫t>135℃時關斷輸出級；
(9)關斷／自動重啟動電路。當調節失控時，立即使芯片在低占空比下工作。當故障已排除，就自動重新啟動電源恢復工作；
(10)高壓電流源。提供偏流用。
2．1 開關恒壓源的工作原理
開關恒壓源電路主要由TOP224Y器件及其外圍器件、高頻隔離變壓器和整流濾波電路、輸出電壓檢測電路組成。其電路圖如圖3所示。由于TOP224Y器件集成了通態可控柵極驅動電路的高壓N溝道功率MOSFET管、電壓型PWM控制器、100kHz高頻振蕩器、高壓啟動偏置電路、帶隙基準、用于環路補償的并聯偏置調整器以及誤差放大器和故障保護的全部功能，因而采用后可使電路更為簡潔，設計更為方便，性能更強。本文引用地址：http://www.104case.com/article/178855.htm
如圖3所示的開關恒壓源原理如下：輸出經過TL431反饋并將誤差放大，TL431的恒流端驅動光電耦合器U的發光部分，而處在電源高壓這邊的光耦感光部分得到的反饋電流，用來調整TOP224Y器件的開關時間，從而得到一個穩定的直流電壓輸出。
TOP224Y與高頻隔離變壓器、外部誤差放大器都是開關恒壓源的重要組成部分。
圖3中C1起濾波作用，整流濾波后提供的直流電壓加到T的初級繞阻N1的上端。
TVS1為P6KE200瞬態吸收二極管，D1為UF4005超快恢復二極管，TVS1和D1起保護TOP224Y中的MOSFET的作用。N1下端由TOP224Y的漏極D內的功率開關場效應管MOSFET來驅動，VR1和D1能濾除因T的漏感引起的尖峰電壓，從而保護TOP224Y中的MOSFET。
D2起整流作用，C2、L1、C3起濾波作用。當N2輸出電能時，N2上的高頻電壓經D2整流，再經C2、L1、C3濾波后，獲得所設定的額定直流輸出電壓Vo。
D3起整流作用，C4起濾波作用。T的N3上的高頻電壓經D3整流和C4濾波后，給反饋電路中光耦PC817的光敏三極管集電極供電。
R4、R5有分壓器的功能。其作用是采樣輸出電壓。
U為線性光電耦合器PC817，當輸入極電流線性變化時，輸出光敏三極管電流線性變化，可連續反映電壓的變化。
高頻變壓器能使變換器的輸入電源與負載之間實現電氣隔離，提高變換器運行的安全可靠性和電磁兼容性；選擇變壓器的變比還可匹配電源電壓與負載所需的輸出電壓Uo，能使直流變換器的占空比D數值適中，而不至于接近于零或接近于1。其中輸出電路由高頻變壓器的二次側、二極管和濾波電容組成，當開關管導通時，變壓器二次側的電壓使二極管反偏截止，當開關管關斷時，變壓器二次側的電壓使二極管導通，向負載供電。為得到穩定的電壓，采用輸出濾波電路，濾除高頻輸出電路的紋波。
外部誤差放大器由光電耦合器和可調式精密三端穩壓器TL431(具有電流輸出能力的可調基準電壓源)組成。當輸出電壓升高時，由電阻組成的分壓器的采樣電位也隨之升高，經與TL431內部的基準參考電位比較后，使光電耦合器中發射極電流增加，進入TOP224Y控制端C，使內部PWM控制器占空比下降，控制內部MOSFET占空比下降，導致輸出電壓下降。反之亦然，從而實現自動精密穩壓。
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