一種小功率通用開關(guān)電源的快速設(shè)計方法

5 應(yīng)用電路及其仿真

圖6給出了由TOPSwitch 構(gòu)成的反激式電源的原理圖。其工作過程如下： 輸入交流電經(jīng)整流橋BR1 整流后再經(jīng)電容C1 濾波，變?yōu)槊}動的直流電。

反激式變壓器與TOPSwitch 將存儲于電容C1 的能量傳遞給負載。當(dāng)TOPswitch 開關(guān)管導(dǎo)通時，電容C1兩端的電壓加到反激變壓器的原邊，流過原邊繞組的電流線性增加( 如若在MOSFET 開關(guān)管導(dǎo)通的瞬間變壓器副邊電流不為零，則由于副邊感應(yīng)電勢反向，二極管D2 截止，副邊電流變?yōu)榱?，然而磁芯?nèi)的能量不能突變，故原邊電流躍變?yōu)楦边呺娏鞯?/ K,K 為變壓器變比)，變壓器儲存能量; 當(dāng)MOSFET 開關(guān)管關(guān)斷時，電感原邊電流由于沒有回路( 此時，穩(wěn)壓管VR1的擊穿電壓因高于原變壓器的感應(yīng)電勢而截止) 而突變?yōu)榱?，變壓器通過副邊續(xù)流，副邊電流為TOPswitch 開關(guān)管關(guān)斷時原邊電流的K 倍，副邊繞組通過二極管D2 對電容C2 充電，此后，流過變壓器副邊的電流線性下降。二極管D1 與穩(wěn)壓管VR1 并接于變壓器的原邊以吸收由于變壓器原邊的漏感而產(chǎn)生的高壓毛刺。電阻R1、穩(wěn)壓管V R2、光耦U2 與電容C5 構(gòu)成了電壓反饋電路以保證輸出電壓穩(wěn)定。電阻R2 與VR2 構(gòu)成一假負載，以保證當(dāng)電源空載或輕載時輸出電壓穩(wěn)定。電感L1 與電容C3 構(gòu)成LC 濾波器以防止輸出電壓脈動過大。二極管D3 與電容C4 構(gòu)成一整流電路以提供光耦U2 光電三極管的偏置電壓。電感L2 、電容C6 和C7 用于降低系統(tǒng)的電磁干擾( EMI) .

圖6 反激式電源的應(yīng)用原理圖。

圖7分別給出了輸入電壓220 V ( 交流)，輸出功率為40 W; 輸入電壓85 V ( 交流)，輸出功率為24 W和輸入電壓85 V( 交流)，輸出功率為40 W 時的輸出電壓波形。

圖7 不同電壓輸入條件下的電壓仿真輸出波形

6 結(jié)論

理論設(shè)計和仿真結(jié)果表明，基于topswitch 芯片設(shè)計的開關(guān)電源，輸出波形較為穩(wěn)定，而且電磁兼容性好，抗干擾能力強，適合小功率開關(guān)電源的設(shè)計制造。