對于高穩定度小功率開關穩壓電源的研究
擇要：本文通過對美國功率集成公司Topswitch-Ⅱ的計劃，給出了一輸入電壓范疇寬、高負載穩固度的開關穩壓電源計劃電路。對由Topswitch-Ⅱ實現的開關電源舉行了技法術據測試，并提出了性能革新的步伐。
敘詞：開關電源 電流調解率 Topswitch-Ⅱ
1．弁言
小功率開關穩壓電源(AC-DC)的事情方法有多種，此中以開關電源的重要元件功率開關的事情方法可分為它激、自激驅動兩種方法。由于它激驅動事情方法優于自激的事情方法，因此在開關電源中一樣通常多接納它激驅動的事情方法。接納它激驅動功率開關的驅動芯片種類有很多種，按PWM事情方法又可分為電壓型、電流型，按驅動輸出方法又可分為單端和雙端輸出。如今以單端反激事情方法的開關穩壓電源一樣通常多接納以UC3842芯片作為功率開關的驅動電路。UC3842是美國UNI-TROD公司生產的高性能電流型單端集成控制器，它是及時取變革的電感電流來反應輸入電壓的變革，是一雙環控制型集成控制器。因此它可以提供較好的電源品格。但人們在實踐中發明由UC3842電流型單端集成控制器所實現的電源品格越高，電源電路計劃的越加龐大，電源的本錢也隨之進步。比年來，隨著半導體集成制造技能的迅猛生長，美國功率集成公司推出了第一代、第二代單片三端集樂成率模塊，這種功率模塊把功率MOS的驅動電路和高壓功率MOS開關復合在一起，電路功效多、掩護關鍵全。Topswitch-II(Top223)便是美國功率集成公司的第二代功率模塊的代表之一，由它計劃實現的電源不必要更多的外圍元件，使電源計劃簡樸、調試容易、且性能精良。
本文遷就Topswitch-II重要事情原理做一先容，給出了電源計劃電路和技法術據測試。
2．Topswitch-Ⅱ內部布局及原理
2．1 Topswitch-Ⅱ內部布局
Topswitch-II是計劃周到的電源模塊，它的內部有：①控制電壓源②帶隙基準電壓③震蕩器④并聯調解偏差放大器⑤脈寬調制器⑥門驅動級和輸出⑦過流掩護電路⑧過熱掩護及上電復位電路⑨關斷／主動重啟動電路⑩高壓電源。 ．
2．2 Topswitch-Ⅱ重要原理
Topswitch-II功率集成器根來源根基理是使用反饋電流IC，來調治調治驅動功率開關的PWM脈沖占空比D，從而到達穩壓目標。比方由于某種緣故原由使電源輸出電壓Vo↑-IC↑-D↓- Vo
Topswitch-ll功率集成器，它的外部布局共三個引腳，分別為控制端C，源極度S，漏極度D。此中控制端C有四個作用：
（1）使用控制電流IC。的巨細來調治占空比D，當控制電流IC從6mA減到2mA時，占空比就由1．7％增長至67％．K＝△D／△IC＝(1.7—67)%／(6.0—2.0)＝16％／mA。
（2）它與內部并聯調解器／偏差放大器相連，能為芯片提供正常事情電流。
（3）為電源支路和主動啟動／賠償電容的毗連點．通過外接旁路電容來決定自啟動頻率。
（4）對控制回路舉行賠償，其典范電壓值為5. 7V．極限為9V。最大ICM=100mA。
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3．6V、2.5A(AC—DC)穩壓電源的計劃
3．1計劃思緒
本電源是基于Topswitch—II條件計劃的小功率開關穩壓電源。一個電源的計劃中克制電磁滋擾和電源具有較好的電磁兼容性是包管電源穩固、可靠事情的關鍵。鑒于以上題目這里重要從以下幾方面思量。
（1）防備電網對電源的電磁滋擾和開關電源對電網的污染。在電源輸入端接納了LCR電路，LCR回路具有雙向克制作用，以防備對稱和非對稱滋擾。
（2）防備輸出回路對電源自身的電磁滋擾，包管電源可靠事情．在電源輸出端反饋體系接納了由線性光耦4N26和可調式細密并聯穩壓器TL431組成的反饋體系。
（3）高頻變壓器的事情方法接納單端反激式。
3．2電源的穩壓原理
當電源輸出Vo升高時，可調式細密并聯穩壓器TL431的R端電壓升高，流過線性光耦4N26的IF增長．使流人Top223C的電流IC增長。IC與Topswitch-II功率開關驅動脈沖寬度D成反比，至使驅動脈沖寬度D淘汰，功率開關導通時間變小，使輸出電壓Vo降落，從而到達輸出電壓Vo穩固。當輸出電壓Vo降落時，將引起上述相反的結果。
3．3高頻變壓器計劃與繞制
（1）高頻變壓器計劃，重要思量在滿意輸出功率的底子上防備變壓器出現飽和征象。在計劃時要思量留有充足△B的余量，關于高頻變壓器的計劃盤算在很多文章中都有先容，這里就不再敘述了．
（2）在變壓器的繞制上，應細致從淘汰漏感思量，應先繞一半低級線圈，再繞次級及反饋線圈，末了繞剩下的一半低級線圈，如許繞制的高頻變壓器現實結果較其他繞制方法要好。
4．電源技法術據的測試
4．1負載調解率
當電網電壓220V、輸出電壓Vo為6V時、負載電流由30mA變革至2.5A時，輸出電壓Vo變革范疇小于1％。
4．2電壓調解率
當輸出電壓Vo為6V、負載電流為2.5A時，電網電壓由85V～242V時，輸出電壓Vo小于0.5％。
4．3輸出交換紋波電壓
測試設置裝備部署接納日本菊水公司生產的cos5020示波器，現實測試輸出交換紋波小于30mV。
4．4電源服從
電源實測服從近74％。
5．結語
（1）基于Topswitch—11計劃實現的開關穩壓電源，可見具有外圍元件少，調試容易，電壓調解率、電流調解率靠近線性電源的品格，但其服從倒是線性電源2倍多。
（2）此電源具有精良的過載掩護本領，在計劃調試中做過多次過載實行，一旦過載去失，電源仍能正常事情。
（3）在濾去箱出紋波方面，由于高頻變壓器次級線圈的匝數較少，線圈等效的濾波電感小，為得到更好濾去紋波的結果，在整流后加一小電感，可使輸出紋波淘汰比力顯著。
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