电(dian)源(yuan)开(kai)关电(dian)路,开(kai)关电(dian)源(yuan)电(dian)路的作用(yong),详解!
信(xin)息来源：本站 日(ri)期(qi)：2017-05-05
输(shu)出整流滤波(bo)电路由整流二极管和(he)滤(lv)波(bo)电容构成。
该电(dian)路将极(ji)限电(dian)流设置为(wei)内(nei)部最(zui)大值，将TOP242N设为(wei)全(quan)频工作方式，开关频率为1 32kHz，把多功能脚M与(yu)S短接。
根据以上设(she)(she)计方法，对采(cai)用(yong)TOP242N设(she)(she)计的多(duo)路(lu)输出开关电源的机(ji)能进(jin)行了测试。
为了保(bao)护电(dian)(dian)源(yuan)在(zai)瞬间高压(ya)下(xia)能正常工作，在(zai)电(dian)(dian)源(yuan)的(de)输入端还设计了附加的(de)过电(dian)(dian)压(ya)保(bao)护措(cuo)施(shi)，见图1，即在(zai)输入端并接了较大功(gong)率的(de)压(ya)敏(min)电(dian)(dian)阻，并且在(zai)后(hou)级加上(shang)共(gong)模电(dian)(dian)感和负温(wen)度系(xi)数的(de)热敏(min)电(dian)(dian)阻，可有效的(de)按捺(na)开(kai)机瞬间的(de)电(dian)(dian)压(ya)浪涌冲击。
当输入电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)要求为(wei)(wei)AC400V时，考虑输入时电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源的(de)波(bo)动变化(hua)为(wei)(wei)±15％，则(ze)最(zui)高(gao)输入电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)将(jiang)达到460V左(zuo)右，此输入电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)经(jing)整(zheng)流滤波(bo)后，其(qi)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)可(ke)达650V左(zuo)右，再考虑加(jia)上输出(chu)反(fan)馈(kui)的(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)Uor和漏感(gan)形成的(de)尖峰电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)叠加(jia)后其(qi)最(zui)高(gao)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)将(jiang)超过800V，而该(gai)芯(xin)片的(de)最(zui)高(gao)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)为(wei)(wei)700V，为(wei)(wei)了(le)保(bao)证TOP242能正常安全(quan)工作，在设计前端(duan)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)时增加(jia)了(le)一(yi)个MOS管，让(rang)MOS管与TOP242串接，并实(shi)现与TOP管同步开(kai)关来进步整(zheng)体耐压(ya)。尖峰电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)经(jing)R8、C4滤波(bo)后，可(ke)使偏置(zhi)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)即使在负载较重(zhong)时，也能保(bao)持(chi)不乱，调节电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)阻R10、R11可(ke)改(gai)变输出(chu)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)的(de)大小(xiao)。
通断由TOP242N控(kong)制(zhi)，这(zhei)样可(ke)以使(shi)MOS管(guan)和TOP242N内部的开关管(guan)(guan)时序保持一致，见图1。为(wei)防止在开关(guan)周期内，TOP242N关(guan)断时漏感产生的尖峰电(dian)(dian)压使TOP242N损坏，电(dian)(dian)路中设计了由钳(qian)位(wei)齐纳(na)管(guan)(guan)VD5、阻(zu)断二极管(guan)(guan)VD6组成的保护网络(luo)。
如本文所述，因(yin)(yin)为(wei)(wei)在前端设(she)(she)(she)计时增加了串接的(de)(de)场效应管(guan)同步开(kai)关(guan)(guan)，有效地(di)进步了开(kai)关(guan)(guan)电(dian)(dian)源在产业现(xian)场各种环(huan)境下工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)便利性(xing)，实用机(ji)能强。本设(she)(she)(she)计采用的(de)(de)MOS管(guan)是IR公(gong)司的(de)(de)IRFBC20，其耐压(ya)为(wei)(wei)600V，导通关(guan)(guan)断(duan)时间为(wei)(wei)几十个ns，这可(ke)以(yi)(yi)大大减(jian)少开(kai)关(guan)(guan)损耗。高(gao)(gao)频变(bian)压(ya)器的(de)(de)设(she)(she)(she)计因(yin)(yin)为(wei)(wei)要考(kao)虑大量的(de)(de)相(xiang)互联系关(guan)(guan)系变(bian)量，因(yin)(yin)此计算较为(wei)(wei)复杂，为(wei)(wei)减(jian)轻设(she)(she)(she)计者(zhe)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)量，PI公(gong)司为(wei)(wei)TOPSwitch开(kai)关(guan)(guan)电(dian)(dian)源的(de)(de)高(gao)(gao)频变(bian)压(ya)器设(she)(she)(she)计制作(zuo)(zuo)了专用的(de)(de)设(she)(she)(she)计软件，设(she)(she)(she)计者(zhe)可(ke)以(yi)(yi)利便地(di)应用该(gai)软件设(she)(she)(she)计高(gao)(gao)频变(bian)压(ya)器。它可(ke)以(yi)(yi)将输(shu)出(chu)电(dian)(dian)压(ya)的(de)(de)变(bian)动控制在±1％以(yi)(yi)内，反馈(kui)电(dian)(dian)压(ya)由5V输(shu)出(chu)端取样。
反(fan)馈回路的(de)形式由(you)输(shu)出电压的(de)精度决定(ding)，本(ben)设计采(cai)用“光耦(ou)加TL431”的(de)反(fan)馈方(fang)式，见图1。
一(yi)般应选用(yong)能够知足(zu)高频开关的(de)(de)锰锌铁氧体磁(ci)心，为(wei)便(bian)于绕(rao)制(zhi)，磁(ci)心外(wai)形可(ke)选用(yong)EI或(huo)EE型，变压器的(de)(de)初、次级绕(rao)组应相(xiang)间(jian)绕(rao)制(zhi)。但该TOPSwitch系(xi)列的(de)(de)集成芯片(pian)其典型输入(ru)(ru)电(dian)(dian)压设计为(wei)不(bu)高于275V的(de)(de)情况(kuang)下工作(zuo)，在产业(ye)现(xian)场，电(dian)(dian)网的(de)(de)电(dian)(dian)压往往受用(yong)电(dian)(dian)负(fu)载(zai)的(de)(de)变化而(er)变动(dong)，特别(bie)是负(fu)载(zai)较(jiao)大时(shi)情况(kuang)尤其严峻，另(ling)外(wai)现(xian)场环(huan)境的(de)(de)干(gan)扰(rao)尖峰也会(hui)叠加在输入(ru)(ru)电(dian)(dian)压上一(yi)起进入(ru)(ru)电(dian)(dian)源电(dian)(dian)路，致使在恶(e)劣环(huan)境下正常供电(dian)(dian)的(de)(de)电(dian)(dian)源芯片(pian)或(huo)其它的(de)(de)元件极其轻易(yi)损(sun)坏。
开关电源基(ji)于(yu)自(zi)身的(de)体积小巧(qiao)和转换效率(lv)高的(de)特点已在(zai)电子产品中得到了(le)广泛的应用，高频开关电源集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)芯片的泛起，使(shi)电路(lu)设计(ji)更为(wei)尺度成(cheng)(cheng)(cheng)熟、简洁(jie)便捷(jie)。本文的设计(ji)原(yuan)理可应用在TOPSwitch系(xi)列或其它系(xi)列的电源集(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)芯片的(de)(de)耐压扩展，有较好的(de)(de)应(ying)用效果(guo)。在(zai)(zai)(zai)EMC测(ce)试中，浪涌±4000V，快速(su)脉冲群土4000V也能正(zheng)常工作(zuo)，各项机(ji)能指标经测(ce)试均(jun)较满(man)足。该网(wang)络在(zai)(zai)(zai)正(zheng)常工作(zuo)时(shi)，VD5上的(de)(de)损耗很小；而在(zai)(zai)(zai)启动或过载(zai)时(shi)，VD5即(ji)会限制漏极电压。超宽范围(wei)输入(ru)的(de)(de)电源可(ke)在(zai)(zai)(zai)输入(ru)80～400V的(de)(de)范围(wei)内正(zheng)常工作(zuo)，同(tong)时(shi)也为现场(chang)任(ren)意采用220V相电压或380V线电压，仍是一次高压互感器出来的(de)(de)100V电压，均(jun)可(ke)直接使(shi)用提供了利(li)便。
电(dian)(dian)压反馈信号通过电(dian)(dian)阻分压器R10、 R11获(huo)得取样电(dian)(dian)压后，将与TL431中(zhong)的(de)2．5V基(ji)准电(dian)(dian)压进行比较并输出(chu)误差电(dian)(dian)压，然(ran)后通过光(guang)耦改变的(de)控制端电(dian)(dian)流Lc，再通过改变占空比来调节(jie)输出(chu)电(dian)(dian)压使(shi)其保持不变。为(wei)进步输出(chu)电(dian)(dian)压的(de)滤(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)，滤(lv)除高频开关过程所产生的(de)电(dian)(dian)压噪声(sheng)和电(dian)(dian)压尖(jian)峰(feng)，在整流滤(lv)波(bo)环(huan)节(jie)的(de)后面通常应再加(jia)一级LC滤(lv)波(bo)环(huan)节(jie)。整流二极管(guan)选用肖(xiao)特基(ji)二极管(guan)可降低损耗并消除输出(chu)电(dian)(dian)压的(de)纹波(bo)，但肖特基二极(ji)管应(ying)加上功(gong)率较大的(de)(de)(de)散热器；电容器一般应(ying)选择低ESR等效(xiao)串联阻(zu)抗的(de)(de)(de)电容。光耦(ou)的(de)(de)(de)另一作(zuo)用是对冷地和(he)热地进行隔离。实测(ce)结果表明，该电源在(zai)(zai)交流输入60～500V时，且在(zai)(zai)60°高温前提下，电源都(dou)能可靠不乱工(gong)作(zuo)，电源的(de)(de)(de)效(xiao)率约(yue)为85％以上，纹波电压、输出电压不乱精度都(dou)在(zai)(zai)划定的(de)(de)(de)范围内.
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