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1、基于TOPSwitch—GX的小功率多路输出开关电源设计杨捷姚晓东樊凌涛（华东理工大学信息科学与工程学院，上海200237）摘要：介紹了PT公司的TOPSwitch-GX系列开关电源的性能特点，详细论述了利用该系列芯片设计了一种小功率多路输出的单端反激式开关屯源的步骤。试验结果表明，该电源电路结构简单，并且运行可靠，电源输出质量高。关键词:开关电源;TOPSwitch—GX：TOP245Y；多路输出0引言电源是各种电子设备必不可少的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统的安全性与可靠性指标。开关电源以其低工耗、高效率等显著优点而受人们的青睐，随着单片开关电源集成电路的应用，开
2、关电源正朝着短、小、轻、薄的方向发展。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现已成为开发中、小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。⑴TOPSwitch—GX系列单片开关电源是PI公司继TOPSwitch—FXZ后新推出的笫四代单片开关电源集成电路。由于将高压功率MOSFET.PWM控制、故障保护及其他控制电路，高性价比地集成在单片CMOS芯片，再加上其用于在启动时消除过冲和降低元件应力的软启动、减小EMI的频率抖动、欠压保护和过压关断、可编程限流和独有的EcoSmart节能技术，大大简化了电路的设计，缩短了设计周期。1TOPSwi
3、tch—GX系列开关电源的性能特点TOPSwitch—GX系列包括T0P242P~T0P244P、T0P242G~T0P244G、T0P242R~T0P250R、TOPT242Y~TOP250Y和T0P242F~T0P250F,共33种型号。它们的主要特点如F[2]：1）该系列产品具有TOPSwitch—FX系列的全部优点，其述将最大输岀功率从75W扩展到290W,适合构成人、中功率的高效率、隔离式开关电源。2）新增加了线路检测端（L）和从外部设定极限电流端（X）这两个引脚，用来代替TOPSwitch—FX的多功能端M的全部控制功能,使用更加灵活、方便。3）开关频率提高到132KH
4、z，减小高频变压器及整个开关电源的体积。4）当开关电源的负载很轻时,能自动将开关频率从132KHz降低到30KHz（半频模式下则由66KHz降到15KHz）,降低功耗进一步提高电源效率。5）釆用EcoSmart节能技术,显著降低了功耗,在输入HOVAc时功耗为80mW,230VAc时为160mWo2TOPSwitch-GX芯片构成的44W多路开关电源模块设计实例2.1设计要求输入电压DC250V~350V,输!11为6路：3路（独立），DC+15V±7%,0.5A；1路，DC+15V±7%,0.5A；1路,DC+5V±7%,1.6A；1路,DC+12V±10%,0.5A,电源效率7
5、5%以上。2.2芯片的选择模块的总输出功率为44W,根据所需功率容量，并考虑到其用于汽车环境，由于空I'可限制、散热方式限制，以及其它发热源影响、要求口身产生的热量要小、散热途径要快捷，不能存在热积累，选择芯片T0P245Y3-,该芯片的最人输出功率为60W,Y封装有助于散热，便于安装。2.3电路设计由于T0P245Y的高度集成性，设计工作主要围绕其外部电路进行，根据其工作原理外围电路町分为漏极保持电路、变压器、输出整流滤波电路及反馈电路四部分，下面対其功能及原理进行简要分析。图1TOPSwitch—GX245Y芯片构成的44W多路开关电源模块2.3.1漏极保护电路当主功率MOSF
6、ET管由导通变成截止时，在高频变压器的初级上会产牛尖峰电压和感应电压，其中尖峰电压是山于高频变压器存在漏感而形成，它与冑流电压和感应电压叠加后很容易损坏主功率管。因此，必须设计漏级保护电路，对尖峰电压进行钳位或吸收。⑷⑸由D1和D2构成的漏极保护电路，能吸收在MOSFET关断时由变压器一次绕组漏感产生的尖峰电压，保护MOSFET不受损坏。D1采用钳位电压为200V的P6KE170型瞬态电压抑制器，D2采用UF4005超快恢复二极管，其反向耐压为800VoL端接入一2M电阻可以进行输入电压检测。2.3.2变压器设计高频变压器是开关电源中进行能量存储与传输的重要部件，单片开关电源小高频
7、变压器性能的优劣，不仅对电源效率影响较大，而口还直接关系到电源的其他技术指标及电磁兼容性。因此,一个話效的鬲频变压器应具备直流损耗和交流损耗低、漏感小、绕组的分布电容和各绕组间的耦合电容小等特点。关于有关参数的计算及绕制方法，相关资料很多介绍也很详细，这里就不作为重点介绍,只给出与实际绕制有关的参数。铁芯的选择:铁芯材料的选择直接影响到开关电源的总体性能。轻载时工作频率为30KHz,重载是频率为132KHz,变压器选用镒锌铁氧体为材料，根据变压器输出功率等级可选WET
