0 引言
單片開關電源自問世以來,以其效率高,體積小,集成度高,功能穩(wěn)定等特點迅速在中小功率精密穩(wěn)壓電源領域占據(jù)重要地位。美國PI公司的TOPSwitch系列器件即是一種新型三端離線式單片高頻開關電源芯片,開關頻率fs高達100 kHz,此芯片將PWM控制器、高耐壓功率MOSFET、保護電路等高度集成,外圍連接少許器件即可使用。本文介紹了一種基于TOP223Y 輸出為+5 V/3 A,+12 V/1 A的單端反激式開關電源方案設計的原理和方法。
1 方案設計的原理
開關電源是涉及眾多學科的一門應用領域,通過控制功率開關器件的開通與關閉調節(jié)脈寬調制占空比達到穩(wěn)定輸出的目的,能夠實現(xiàn)AC/DC或者DC/DC轉換。
TOP223Y共三個端:控制極C、源極S、漏極D.因只有漏極D用作脈寬調制功率控制輸出,故稱單端;高頻變壓器在功率開關導通時只是將能量存儲在初級繞組中,起到電感的作用,在功率開關關閉時才將能量傳遞給次級繞組,起變壓作用,故稱反激式。
電路功能部分主要由輸入/輸出整流濾波、功率變換、反饋電路組成。工作原理簡述為:220 V市電交流經(jīng)過整流濾波得到直流電壓,再經(jīng)TOP223Y脈寬調制和高頻變壓器DC-AC變換得到高頻矩形波電壓,最后經(jīng)輸出整流濾波得到品質優(yōu)良的直流電壓,同時反饋回路通過對輸出電壓的采樣、比較和放大處理,將得到的電流信號輸入到TOP223Y的控制端C,控制占空比調節(jié)輸出,使輸出電壓穩(wěn)定。
2 方案設計的要求
設計作為某智能儀器的供電電源,具體的參數(shù)要求如下:交流輸入電壓最小值:VACMIN=85 V;交流輸入電壓最大值:VACMAX=265 V;輸出:U1:+5 V/3 A;U2:+12 V/1 A;輸出功率:Po=27 W;偏置電壓:VB=12 V;電網(wǎng)頻率fL=50 Hz;開關頻率fs=100 kHz;紋波電壓:小于100 mV;電源效率:η大于80%;損耗分配因數(shù)Z 為0.5;功率因數(shù)為0.5. 大功率電感廠家 |大電流電感工廠