电源(yuan)开关电路(lu),开关电源(yuan)电路(lu)的作用,详解(jie)!
信息来源：本站 日期：2017-05-05
输(shu)出整流(liu)滤(lv)波电(dian)路由整流(liu)二极管和滤波电容构成。
该电路将极限(xian)电流设(she)置为(wei)内部最大值，将TOP242N设(she)为(wei)全(quan)频(pin)工作方式，开(kai)关频率为1 32kHz，把多功(gong)能(neng)脚M与S短接。
根(gen)据以上设(she)计方法，对采用TOP242N设(she)计的多路输出(chu)开关电源的机能进行了(le)测试。
为了保护(hu)(hu)电(dian)源(yuan)在(zai)(zai)瞬(shun)(shun)间(jian)高压(ya)下能正常工(gong)作(zuo)，在(zai)(zai)电(dian)源(yuan)的(de)输入端还设(she)计了附加的(de)过电(dian)压(ya)保护(hu)(hu)措施，见图1，即在(zai)(zai)输入端并(bing)接(jie)了较大功率(lv)的(de)压(ya)敏电(dian)阻(zu)，并(bing)且在(zai)(zai)后(hou)级(ji)加上共模电(dian)感和负温度系数的(de)热敏电(dian)阻(zu)，可有效的(de)按捺开机瞬(shun)(shun)间(jian)的(de)电(dian)压(ya)浪涌冲击。
当(dang)输(shu)(shu)入电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)要求(qiu)为(wei)AC400V时(shi)，考虑(lv)输(shu)(shu)入时(shi)电(dian)(dian)(dian)源(yuan)的波(bo)动变(bian)化为(wei)±15％，则最(zui)(zui)高输(shu)(shu)入电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)将达到460V左右，此输(shu)(shu)入电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)经(jing)整流滤波(bo)后(hou)，其电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)可达650V左右，再考虑(lv)加上输(shu)(shu)出(chu)反馈(kui)的电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)Uor和漏感形成(cheng)的尖(jian)峰(feng)(feng)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)叠(die)加后(hou)其最(zui)(zui)高电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)将超(chao)过800V，而该芯片的最(zui)(zui)高电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)为(wei)700V，为(wei)了保证TOP242能正(zheng)常安全(quan)工作，在设计(ji)前端电(dian)(dian)(dian)路时(shi)增加了一(yi)个MOS管(guan)(guan)，让MOS管(guan)(guan)与TOP242串接，并实现与TOP管(guan)(guan)同步开关来进步整体耐(nai)压(ya)(ya)。尖(jian)峰(feng)(feng)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)经(jing)R8、C4滤波(bo)后(hou)，可使偏置(zhi)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)即使在负载较(jiao)重时(shi)，也能保持(chi)不乱，调节电(dian)(dian)(dian)阻R10、R11可改变(bian)输(shu)(shu)出(chu)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)的大小。
通断由(you)TOP242N控制，这样可以使MOS管和TOP242N内(nei)部(bu)的(de)开关管时序保持(chi)一(yi)致，见图1。为防止在开关周期内，TOP242N关断时漏感(gan)产生的(de)(de)尖峰电压使TOP242N损坏，电路中设计了由钳位齐纳管VD5、阻断二极管VD6组(zu)成的(de)(de)保护网(wang)络。
如(ru)本文(wen)所述，因为(wei)在前端(duan)设(she)(she)计时(shi)增(zeng)加了串接(jie)的(de)场(chang)效(xiao)(xiao)应管(guan)同步(bu)开关(guan)(guan)(guan)，有效(xiao)(xiao)地进步(bu)了开关(guan)(guan)(guan)电(dian)源(yuan)在产业现场(chang)各种环境下(xia)工(gong)作的(de)可(ke)靠性和便利性，实用(yong)机能强。本设(she)(she)计采用(yong)的(de)MOS管(guan)是IR公司的(de)IRFBC20，其耐(nai)压(ya)(ya)为(wei)600V，导通关(guan)(guan)(guan)断时(shi)间为(wei)几十个ns，这(zhei)可(ke)以(yi)大(da)(da)大(da)(da)减(jian)少开关(guan)(guan)(guan)损耗。高(gao)频变(bian)(bian)压(ya)(ya)器(qi)的(de)设(she)(she)计因为(wei)要考虑(lv)大(da)(da)量(liang)(liang)的(de)相互联系关(guan)(guan)(guan)系变(bian)(bian)量(liang)(liang)，因此计算(suan)较为(wei)复杂，为(wei)减(jian)轻设(she)(she)计者的(de)工(gong)作量(liang)(liang)，PI公司为(wei)TOPSwitch开关(guan)(guan)(guan)电(dian)源(yuan)的(de)高(gao)频变(bian)(bian)压(ya)(ya)器(qi)设(she)(she)计制(zhi)作了专用(yong)的(de)设(she)(she)计软(ruan)件(jian)，设(she)(she)计者可(ke)以(yi)利便地应用(yong)该软(ruan)件(jian)设(she)(she)计高(gao)频变(bian)(bian)压(ya)(ya)器(qi)。它可(ke)以(yi)将输出电(dian)压(ya)(ya)的(de)变(bian)(bian)动控制(zhi)在±1％以(yi)内，反馈电(dian)压(ya)(ya)由5V输出端(duan)取样。
反馈回路的(de)形式(shi)由输出电压(ya)的(de)精度(du)决定，本(ben)设计采用(yong)“光耦加TL431”的(de)反馈方式(shi)，见图1。
一般应(ying)选用(yong)能够知足高频开关(guan)的(de)(de)(de)锰(meng)锌铁氧体磁心(xin)，为便于绕制，磁心(xin)外形可选用(yong)EI或EE型，变(bian)压(ya)器的(de)(de)(de)初、次级绕组应(ying)相间绕制。但(dan)该TOPSwitch系列的(de)(de)(de)集成(cheng)芯片(pian)其(qi)典型输(shu)(shu)入电压(ya)设计为不高于275V的(de)(de)(de)情况下工作，在产业现(xian)场(chang)，电网的(de)(de)(de)电压(ya)往(wang)往(wang)受用(yong)电负载的(de)(de)(de)变(bian)化而(er)变(bian)动，特别(bie)是负载较大(da)时情况尤其(qi)严(yan)峻，另外现(xian)场(chang)环境的(de)(de)(de)干扰尖(jian)峰也会叠加(jia)在输(shu)(shu)入电压(ya)上一起进入电源电路(lu)，致(zhi)使在恶劣环境下正(zheng)常供电的(de)(de)(de)电源芯片(pian)或其(qi)它的(de)(de)(de)元件极其(qi)轻易损坏。
开关电源基于自(zi)身(shen)的体积小巧和转换效率高的特点已在电子产品中得到(dao)了(le)广泛的应(ying)用(yong)，高频开关电源集(ji)成芯片(pian)的泛(fan)起，使电路设(she)计更为尺度成熟、简洁便捷。本文的设(she)计原理可应用在TOPSwitch系列或其它系列的电源集(ji)成芯片的耐压扩(kuo)展，有较好的应(ying)用效(xiao)果。在EMC测试中，浪涌±4000V，快速脉冲(chong)群土(tu)4000V也能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)(zuo)，各(ge)项机能(neng)指(zhi)标经(jing)测试均较满(man)足。该网络(luo)在正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)(zuo)时(shi)，VD5上的损耗很小(xiao)；而在启动或过载时(shi)，VD5即会限(xian)制漏极电压。超宽范围输(shu)入(ru)(ru)的电源可(ke)(ke)在输(shu)入(ru)(ru)80～400V的范围内(nei)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)(zuo)，同时(shi)也为现场任意采用220V相电压或380V线电压，仍是(shi)一次高压互感器出来的100V电压，均可(ke)(ke)直接(jie)使用提供(gong)了利(li)便。
电(dian)(dian)(dian)压(ya)反馈信号(hao)通过(guo)(guo)电(dian)(dian)(dian)阻分(fen)压(ya)器R10、 R11获(huo)得取(qu)样电(dian)(dian)(dian)压(ya)后，将(jiang)与TL431中的(de)(de)2．5V基准电(dian)(dian)(dian)压(ya)进行比(bi)较并输(shu)出(chu)(chu)误差电(dian)(dian)(dian)压(ya)，然后通过(guo)(guo)光耦改(gai)(gai)变(bian)的(de)(de)控(kong)制(zhi)端电(dian)(dian)(dian)流Lc，再通过(guo)(guo)改(gai)(gai)变(bian)占(zhan)空(kong)比(bi)来调节(jie)输(shu)出(chu)(chu)电(dian)(dian)(dian)压(ya)使(shi)其保(bao)持(chi)不变(bian)。为进步(bu)输(shu)出(chu)(chu)电(dian)(dian)(dian)压(ya)的(de)(de)滤(lv)波(bo)效(xiao)果，滤(lv)除(chu)高频开关过(guo)(guo)程所产生的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)压(ya)噪声和电(dian)(dian)(dian)压(ya)尖峰，在(zai)整流滤(lv)波(bo)环(huan)节(jie)的(de)(de)后面通常应再加一(yi)级LC滤(lv)波(bo)环(huan)节(jie)。整流二极管(guan)选用肖特基二极管(guan)可降低损耗并消除(chu)输(shu)出(chu)(chu)电(dian)(dian)(dian)压(ya)的(de)(de)纹波(bo)，但肖特基二极管应加上功率(lv)(lv)较大的(de)散热(re)器；电容(rong)(rong)器一(yi)般应选择低ESR等效串联(lian)阻抗的(de)电容(rong)(rong)。光耦的(de)另一(yi)作(zuo)用(yong)是对冷地(di)和(he)热(re)地(di)进行隔离。实测(ce)结(jie)果表明，该(gai)电源(yuan)在(zai)交流(liu)输入60～500V时，且(qie)在(zai)60°高温前提(ti)下，电源(yuan)都(dou)能可靠不乱(luan)工作(zuo)，电源(yuan)的(de)效率(lv)(lv)约为(wei)85％以上，纹波(bo)电压、输出电压不乱(luan)精度都(dou)在(zai)划定的(de)范(fan)围内.
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