TEA1520系列单片开关电源的应用电路及设计要点介绍

摘要：首先介绍了TEA1520系列在简易型开关电源、精密开关电源中的应用电路，然后介绍了其设计要点。

关键词：简易型开关电源；精密开关电源；设计；退磁

Application Circuits and Design Main Points of

TEA1520 Family Single-chip Switching Power Supply

SHA Zhan-you, MA Hong-tao, WANG Yan-peng

Abstract:TEA1520 series application circuits in simple switching power supply and precise switching power supply are introduced at first,then the main points in their designs are introduced.

Keywords:Simple switching power supply； Precise switching power supply； Design； Demagnetization

1 简易型开关电源

由TEA1520系列构成的简易型开关电源电路如图1所示。

图1由TEA1520系列构成简易型开关电源的电路

为防止刚上电时输入滤波电容的充电电流过大，在交流电源输入端串联了一只负温度系数的热敏电阻R1（NTC）。BR为整流桥。由C1、L和C2构成π型滤波器。交流电源电压u经过整流滤波后获得直流高压UI，给高频变压器一次侧供电。由VDZ和VD1构成的钳位保护电路，可将漏感产生的尖峰电压衰减到安全范围内，避免损坏芯片。二次绕组电压通过VD3、C5整流滤波后，获得输出电压UO。反馈绕组电压UF分成两路：第一路经过VD2、R2、C3整流滤波后，给TEA1520提供电源电压UCC，再经过R3、R4分压后得到反馈电压UREG，加至TEA1520的脚4；另一路则通过退磁电阻RAUX接脚5。R5和C4分别为振荡电阻、振荡电容。RI是过流检测电阻，利用过流保护电路可限制漏极电流不超过极限值。C6为安全电容。

2 精密开关电源

由TEA1522T构成的3W精密开关电源电路如图2所示。当配80～276V交流电源时，最大输出功率可达7W。与图1所示电路相比主要有以下区别：

图2 由TEA1522T构成的3W精密开关电源电路

1）电路中增加了由可调式并联稳压器（TL431）和光耦合器（SFH6106－2）组成的光耦反馈式电路；

2）输出级采用两级滤波器，第一级滤波器由C3构成，第二级滤波器由L2、C4构成，亦称后置滤波器，可进一步滤除纹波电压；

3）在UCC-REG端之间并联一只反向击穿电压为22V的1N6008B型稳压管，一旦UCC>22V，可起到钳位保护作用。

一次侧的钳位保护电路由VDZ1和VD1所组成。其中，VDZ1为BZD27－C160型瞬态电压抑制器，可直接用P6KE160或者P6KE200来代替。阻塞二极管VD1实选BYD37J型600V／1.5A快恢复二极管，亦可选UF4005型600V／1A的超快恢复二极管，VD3采用STPS340U型400V／3A的肖特基二极管。SFH6106－2型光耦合器亦可用PC817A来代替。高频变压器采用EE13型磁芯，一次绕组匝数NP=134匝，其电感量LP=1.8mH。二次绕组匝数NS=8匝，反馈绕组匝数NF=22匝。

该电源具有良好的稳压性能。举例说明，当UO降低时，经过R5、R6分压后得到取样电压，与TL431内部的2.50V基准电压进行比较之后，使K点电位升高，LED的工作电流减小，再通过光耦合器使UREG升高，令TEA1522T的输出占空比增大，迫使UO升高，恢复到稳定值，从而达到了稳压的目的。RI为过流检测电阻，RAUX为退磁电阻。R7和R8是LED的限流电阻。R7还与C8构成滤波器，可滤除高频干扰。C7可适当降低误差放大器在高频端的增益，防止出现自激振荡。R9和C10用以改善误差放大器的瞬态响应。C11为安全电容，能够滤除由一次、二次绕组间分布电容产生的噪声电压。

当u=75～275V时，实测空载时的待机功耗（PD）与电源电压（u）的关系曲线如图3所示。由图3可见，PD最大不超过63mW，远低于100mW，这是TEA1520系列产品的一大特点。开关电源输出功率（PO）与开关频率（f）的关系曲线如图4所示，不难看出，在小功率输出时，开关频率随着输出功率的减小而迅速降低，这是此系列产品的另一显著特点。

图3 待机功耗与电源电压的关系曲线

图4 输出功率与开关频率的关系曲线

3 设计要点

下面介绍TEA1520系列单片开关电源的设计要点。需要指出，设计TEA1520系列时所用的公式与TOPSwitch－Ⅱ系列有所不同，原因之一是这两种芯片的特性存在差异，原因之二是在设计方法上二者有一定区别。下面以3W精密开关电源为例，介绍TEA1520系列的设计要点。

3.1 开关频率

通过选择振荡电阻与振荡电容值，即可设定开关频率，允许范围是20kHz～200kHz。取R2=7.5kΩ、C5=330pF时，开关频率f≈115kHz，可近似视为100kHz。振荡电容容量的允许范围是220～1000pF，不得小于220pF，否则电路可能不起振。如取C5=100pF时，欲设计f=200kHz，开关电源就无法正常工作。

3.2 高频变压器的设计

1）一次