利用TOP Switch设计的开关电源

　　该电源的交流输入电压范围为85～265Vac，经EMI滤波、整流、C2滤波之后，得到直流电压。变压器一、二次绕组的变比可以设定输出电压大小。电路刚上电时，TOP内部高压电流源直接提供控制极电流Ic，使得片子启动，电路开始工作。电路正常工作后，Ic将由反馈网络提供，同时通过调节内部PWM的占空比实现对输出电压的自动调节。反馈网络由偏置绕组Ns、VD3（IN4148）、电容C4、R1、光耦IC2（NEC2501-H）和稳压管VD22（N5995B）组成。Ns端电压经过VD3整流和C4滤波后，得到一个偏置电压。稳压管VD22（N5995B）、电阻R1和光耦IC2（NEC2501-H）则可通过控制光耦初级发光管的电流If实现对输出电压的调整。其中R1是VD22的限流电阻，同时又可以决定控制环路的增益。根据光耦特性，可以把光耦看作一个电流控制电流源（CCCS），次级电流Ic受初级电流If控制，且在一定的范围内，两者是成正比的，即

。所以，如果输出电压有波动，必然会引起If的同方向变化，于是引起Ic的变化使得PWM占空比往反方向变动，从而将输出电压稳定下来。比如，若是输出电压偏低了，经过稳压管的作用，反馈网络的原边电流If必将降低，因而Ic也会降低。由于PWM占空比是跟Ic反方向变化的，所以占空比就会增加，从而使得输出电压升高，保持了输出电压的稳定。

　　电路中除整流桥之外，所使用的二极管都是快恢复的，反向恢复

，以适应100KHz的开关频率。C5（47uF）是控制端旁路电容，可以对控制环路进行补偿，同时还决定着自动重启动的频率。并在变压器原边的VDZ1（P6KE150）是顺态电压抑制器（TVS），其嵌位电压为150V，嵌位时间为1ns，功耗不超过5W。它与反串的二极管VD1（UF4005）一起组成漏极嵌位电路，一方面可以将高频变压器漏感产生的瞬时电压嵌位在安全电压以下，同时可以作为变压器消磁回路，防止饱和。输出端接R2作为电源的假负载，可以在电路轻载或空载时依然保证良好的输出电压和调整特性，避免电压漂移。输出LC滤波器可以显著地减少开关频率的输出纹波和高频噪声，但是也可能会因为L、C的附加相移使电路不稳定。因此本电路中反馈网络的光藕连接到L1与整流器间，以避免附加相移引起不良后果。

4　应用中需要注意的问题

　　1）布线时，S引脚的引线应该非常短，旁路电容应尽可能靠近S和C引脚，同时，S脚应单点接地，以避免主电路的工作电流对控制信号造成干扰。

　　2）在某些条件下，从外部给控制引脚加入电压或电流，能够使TOP Switch永远保持在8个自动回复周期中的某一个周期内，并且能够防止开关电源自动重启动。

　　3）在自动恢复工作过程中，当输入电压低于20V时，控制引脚电流很小，这样会增加自动恢复循环的周期。所以，应避免输入电压过低。

　　4）交流输入电源短时中断后，开关电源再次工作前，片子进入自动恢复过程。这是因为电容器中存储的能量没有立即释放完，并且当控制引脚电压低于内部上电复位电压时，接在控制引脚上的电容将不能放电。

5　结 语

　　TOP Switch系列产品一问世便显示出了强大的生命力和发展前景，因为它们可以使得250W以下小功率开关电源的电路变得简单、设计简化、体积变小、成本降低、可靠性提高、功率密度增加、效率提高，因而广泛应用于仪器仪表、笔记本电脑、移动电话、摄录像机、手机电池充电器、功率放大器等各种小型设备之中。可以预计，随着工艺的发展，功率的提高，TOP Switch将会有更广泛的应用。


参考文献：

1.Rob Frizzell, Brooks Leman. Switch Mode Power Supply Adapters for Portable Applicacion. Power Integrations, Inc.

2.Mohamed Darwish, Role of Semiconductor Devices in Portable Electronics Power Management. Power Integrations Inc.

3.沙占友. 新型单片开关电源的设计与应用. 北京：电子工业出版社. 2001.6

4.李宏. 电力电子设备用器件与集成电路应用指南（第三册）.北京：机械工业出版社. 2001.9

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