基于TOPSwitch的反激變流器反饋電路的優化設計

介紹了利用TOPSwitch構成的反激變流器．井從傳遞函數補償的角度分析了反饋電路的設計方法。通過反饋電路結構和參數的調整,變流器的輸出電壓紋波大幅度減小,抗干擾性能得到了加強,效率有所提高。
關鍵詞：單片開關電源;反激;反饋：傳遞函數

0 引言
近年來,中小功率的開關電源向著單片集成化的方向發展。1997年,美國功率集成公司(Power Integration Inc,簡稱PI公司)推出三端單片電源TOPSwitch-II系列。該系列產品將MOSFET和控制電路集成在一起,不僅提高了電源效率,而且使電源的體積和重量大為減小。
由于TOP系列單片電源的集成度很高,外圍電路十分簡單,本文在試驗的基礎上分析并改進了反饋網絡,驗證了其對電路性能提高的有效性。

1 TOPSwitch開關電源反饋電路設計
TOPSWitch的外圍電路主要分為輸入整流濾波電路、鉗位保護電路、高頻變壓器、輸出整流濾波電路和反饋電路5部分。其中前4部分電路設汁可以在PI公司的網站上找到專用的設計軟件進行計算,電路的參數和器件型號都能滿足TOPSwitch開關電源的需要。
至于反饋電路,由于PI公司沒有專用的工具,所以必須根據電路的實際情況進行設計。單片開關電源的反饋形式雖然有很多,但可以歸結為圖1所示的4種基本形式。其中圖1(a)為基本反饋電路,電路簡單但穩壓性能較差,負載調整率只能達到S1=±5％;圖1(b)為改進型反饋電路,增加了一只穩壓管D5,可以使S1改善到±2％;圖1(c)為帶穩壓管的光耦反饋電路,相當于給TOPSwitch增加一級外部誤差放大器,再與內部誤差放大器配合使用,可以對輸出電壓進行調整,S1可到達±1％;圖1(d)為帶TL431的光耦反饋電路,用三端線性穩壓管代替圖l(c)中的穩壓管D5,從而對輸出電壓進行精細調整,S1=±O.2％。

設計開關電源時,一般根據實際技術要求選擇合適的反饋電路,本文就圖l(d)的反饋形式進行分析。并給出較為實用的電路結構,圖2是應用TOP224及精密反饋電路構成的反激變流器,交流通用輸入(85~265V),多路輸出,要求主輸出電壓紋波在0．5％以內,負載調整率S1=±0.2％。