一种实用单片开关电源设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第4期(总第149期)机械工程与自动化No．42008年8月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONAug．文章编号：1672—6413(2008)04—0123—03一种实用的单片开关电源设计包朔宁，牛昱光(太原理工大学自动化系，山西太原030024)摘要：TOPSwitch--II器件为三端单片开关电源，是一种将PWM和MOSFET合二为一的新型集成芯片。与普通线性稳压电源相比，其优点为体积小、重量轻、密度高、价格低；采用其制作高频开关电源，不仅简化

2、了电路，同时可以改善电源的电磁兼容性能，且降低了制作成本。介绍了基于TOPSwitch—II的单片开关电源的设计方法，实现了用于某温控仪表的四路输出开关电源。关键词：单片开关电源；TOPSwitch--II；高频变压器中图分类号：TM919文献标识码：A0弓l言1基于TOP222Y的四路输出开关电源设计TOPSwitch—II是由美国P1公司推出的三端隔图1为选用TOPSwitch一11系列产品TOP222Y离、脉宽调制单片开关电源集成电路，具有单片集成设计的四路输出开关电源原理图。性能指标为：输入化、最简外围电路、最佳性能指标、无工频变压器，能电压为AC85

3、V～265V；主输出为+5V／0．8A；辅助完全实现电气隔离等特点，因此被誉为“顶级”开关输出+12V／O．2A、+15V／O．1A、一15V／O．1A。采用电源。它已成为国际上开发中、小功率开关电源及电反激式功率变换电路，对多路输出的负载有较好的自源模块的优选集成电路，可广泛用于仪器仪表、笔记动平衡能力，其电路中的变压器可同时实现直流隔离、本电脑、移动电话、电视机、VCD和DVD、电池充电能量存储和电压转换的功能，不需要额外的电感来存器、功率放大器等领域。其性能特点为[1]：@PWM控储能量并作为输出脉宽调制波形的低通滤波器，所以制系统的全部功能均集成在三端

4、芯片中，通过高频变磁性元器件数目较少，成本低廉。压器使输出端与电网完全隔离，由于采用CMOS电1．1高频变压器设计路，使器件功耗显著降低，电源效率高，且可以采用选E1—25磁芯，其磁芯截面积A一41mm。，材质体积较小的滤波元件和散热器；②它属于漏极开路输为PC40，在100C时饱和磁通密度B~390mTE。；电出且利用电流来线性调节占空比的AC／DC电源变换容C。取(2~3)Po值，此处取33t~F，其中Po为输出功器，即电流控制型开关电源；③输入交流电压和频率率，Po一11W；取振荡频率厂一50Hz，功率系数：的范围宽，作固定电压输入时可选11OV／115

5、V／23OV95％。设桥堆响应时间tc一3ms，则直流电压最小值和交流电源，宽范围输入时适配85V～265V交流电源，最大值分别为：输入频率范围47Hz~440Hz；④开关频率的典型值为100kHz，允许范围90kHz~110kHz，占空比调节范围血√(2A2cmi)一(2Po(1／(2。f)-6))97V。⋯1．7％～67％；⑤具有自动重启和逐周电流限制功能，⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)故可对功率变压器初级和次级电路的故障进行保护，V：ACm×～／=265×～／~375V⋯还具有过热关闭选通功能，可在电路超负荷时有效地。保护电源；⑥其外围电路

6、简单，成本低廉，外部只需⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)整流滤波器、高频变压器、漏极钳位保护电路、反馈当宽范围输入时，一次绕组反射电压o取135V，电路和输出电路。对于多路输出取100V[1]，其最大占空比D为：收稿日期：2007—11—27；修回日期；2008—03—19作者简介：包朔宁(1981一)，男，安徽桐城人，硕士研究生。维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com·124·机械工程与自动化2008年第4期AWG30导线绕57匝。依据公式(5)计算副边匝数D一—一7)旦=o～oR+(mi～Ds(。)

7、)．53。⋯⋯。(3)Ns：其中：VDs()是TOPSwitch～II导通期间漏极一源极NsNpX—(V。+Vo)一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯的平均电压值，取10V。。(5)yOR变换器原边的平均输入电流厶vc为：其中：。为反馈电路输出电压；V。为二极管压降。输p出电压分别为+5V、+12V、+15V和一15V时副边。厶VG一~V一0·12A。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)min绕组及反馈绕组用AWG24导线分别绕3匝、7匝、9为了减小高频变压器的体积，并且增强控制环路匝、7匝。的稳定性，原边电流脉动系数K应该取大些，此处取绕制变压器时，初级绕组绕在最里层，以缩短每0．8。为芯

8、片的工作频率，则初级电流峰值为：匝导线