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        利用TOP Switch設計的開關電源

        作者: 時間:2012-03-15 來源:網絡 收藏
        3 利用 組成的開關電源

          如前所述,由于 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開關穩壓電源為例來說明 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將由提供,同時通過調節內部PWM的占空比實現對輸出電壓的自動調節。由偏置繞組Ns、VD3(IN4148)、電容C4、R1、光耦IC2(NEC2501-H)和穩壓管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。穩壓管VD22(N5995B)、電阻R1和光耦IC2(NEC2501-H)則可通過控制光耦初級發光管的電流If實現對輸出電壓的調整。其中R1是VD22的限流電阻,同時又可以決定控制環路的增益。根據光耦特性,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,從而將輸出電壓穩定下來。比如,若是輸出電壓偏低了,經過穩壓管的作用,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定。因此本電路中反饋網絡的光藕連接到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的周期。所以,應避免輸入電壓過低。

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