新型高功率单片开关模块电源的设计

由式（3）可知：脉冲变压器的初级电感值要适当，一般在300μH到3000μH之间。输出功率大的情况应取低限；反之则取上限。变压器初级电感不能太小，太小会造成TOPSwitch?GX系列中MOSFET的漏极电流太大，使开关损耗增加，同时易造成过流保护动作，使电源难以启动。同样初级电感也不能太大，太大则不能满足输出功率的要求。

（3）电源次级电路的设计

次级电路主要是选择整流管和滤波电容。整流管的选择应根据输出电流和电压，其最大值的选择为：

IRLCmax?2IO=2×5=10A（4）

图3Y封装TOPSwitch?GX系列远程遥控电路

图4120W、24V开关稳压电源原理图

VRLCmax?（5）n=×Dmin（6）

式中：VO为输出电压；

IO为输出电流；

Vinmax为最大输入直流电压；

Dmin为开关的最小占空比；

n为脉冲变压器的变比。

将Vinmax=375V；VO=24V；Dmin=0.18代入式(6)得到脉冲变压器的变比为:n≈4

此时脉冲变压器的初级励磁电流为:Im==1.25A(7)

此值远小于TOP248Y的漏极电流（7.2A）。

电源次级整流管在低输出电压的情况下，一般采用肖特基二极管，用来减小二极管的损耗。当输出电压较高时，则需要采用快恢复二极管（如图4中D2）；当开关频率较高时，应采用超快恢复二极管作整流管，以减小其反向电流对初级的影响。

滤波电容C7的容量应满足输出电压纹波的要求，L1及C8应能有效地滤除开关所产生的噪声影响。

（4）反馈调整电路的设计

反馈调整电路采用光耦和可调三端稳压器TL431组成的调整电路，如图4电路中的VR2、R5、R7、R10、R11和R6组成的输出电压调整电路。R5作为光耦的限流电阻，并不能影响电路的检测环路的增益。在起动瞬间，检测光耦输出电流，从而改变控制端C的电流，实现预调整，以确保电源在低电网电压和满载启动时达到规定的调整值。R9、C10、C11和R4、C4组成环路补偿电路。

4设计中应注意的问题

TOPSwitch?GX系列开关电源若设计得当，则较容易满足设计要求；若设计不当，则会出现一些不正常现象。在设计电源时应注意以下几个问题：

（1）因为电源的输出功率较大，故要求脉冲变压器的漏感应尽可能小，特别是低压大电流的情况下更应如此。脉冲变压器的初、次级绕组应相间绕制。即使这样，脉冲变压器漏感中储存的能量仍有可能超过瞬态抑制二极管VR1的功率容量，因而用R2、R3和C2与VR1并联，将漏感中的能量部分地损耗在R2、R3上，以保证VR1的工作可靠性；同时又将电压钳位在200VDC，使TOPSwitch?GX在电源启动与过载条件下，确保器件内部MOSFET的漏极电压低于700VDC。

（2）输出滤波电容的等效串联电阻应尽可能的

小，特别是在低压大电流的情况下更应如此，否则由于电容损耗增大而大大降低电源的可靠性。

（3）光耦的出端应靠近控制端C，控制端C的滤

波电容应靠近源极；另外多功能端L、X、F或M与源极连接线也应尽可能短，同时要远离漏极，以减小电源噪声。

5结语

第三代TOPSwitch?GX系列比第二代TOPSwitch系列增加了许多功能，同时输出功率也有较大提高。实践证明，用第三代TOPSwitch?GX系列设计单片开关模块电源，其电路结构简单，抗干扰性能好，可靠性高，性价比高，故在中、低功率电子设备中有着广泛的应用前景。