TOP243制作的3V/4A高效率開關(guān)穩(wěn)壓電源

這個低壓大電流寬輸入電壓開關(guān)電源傳為智能快速電池充電機而配套，它可為四節(jié)AA電池每節(jié)提供1A的最大充電電流。該電源采用了工作穩(wěn)定可靠，外圍元件極少，基本無須調(diào)試的TOP系列專用開關(guān)電源電路TOP243Y。

圖1是TOP243Y的基本應用電路，TOP243Y在密封的的環(huán)境中使用，在85—265V的交流電壓下，可輸出15W左右的最大功率，而在開放的條件使用輸出功率可達30W，我們這里使用的超小型的電源適配器，工作環(huán)境是完全密封的，所以選用TOP243是合適的，但在塑殼內(nèi)也必須給TOP243加上足夠大面積的鋁質(zhì)散熱器。

圖2是TOP243Y的內(nèi)部電路框圖。下面我們對這個電源的工作原理簡述如下。

交流電AC（范圍為120V—265V）由兩個AC接點輸入，經(jīng)C1和L1組成的EMI濾波器抑制電磁噪聲，進入整流電路。由于TOP243Y具有頻率抖動特性，可有效抑制噪聲干擾，因而在小功率開關(guān)電源中，只需簡單的EMI濾波器，并采用合理的接地技術(shù)，即可符合有關(guān)電磁兼容性要求。BR1為整流電路，這里選用快恢復特性的整流橋2KBP06M，整流后的脈動直流電經(jīng)C1濾波，提供給TOP243開關(guān)調(diào)制電路。

TOP243及外圍元件組成脈寬調(diào)制電路，R2為欠壓或過壓檢測電阻，并為線路提供電壓前饋，以減少開關(guān)頻率的波動。這里取2=1.8MΩ。D1,D2構(gòu)成漏極鉗位電路，以吸收在MOSFET關(guān)斷時由高頻器初級漏感產(chǎn)生的尖峰電壓，保護MOSFET不受損壞。

高頻變壓器的次極繞組有兩個，一個是主繞組，它提供電源的主能量，高頻電壓經(jīng)快速二極管SB540整流后由濾波電容C4,C5濾波，再經(jīng)L2組成低通濾波器向負載輸出。L2主要是抑制高頻噪聲向負載輸出，以防止負載受其干擾。輸出端的電解電容C6是為了降低輸出的交流紋波系數(shù)而加的，它主要是降低輸出直流電壓的交流紋波。
另一個次級繞組組成反饋電壓繞組，由二極管整流后加在光敏管兩端，輸出的反饋電壓加在光耦的二極管正極上，電阻R5和穩(wěn)壓管D5組成基準電壓源，為光耦提供基準電壓，這樣光耦中的二極管的發(fā)光強度是由輸出電壓控制的，經(jīng)光耦耦合到TOP243的控制端，從而實現(xiàn)脈寬的可控，達到穩(wěn)壓目的。電阻R6和C2是控制環(huán)路的補償元件。

該電源的輸入電壓范圍可達120—265VAC，輸出電壓為3V，可提供4A的電流輸出。負載調(diào)整率為±4%，電源效率約為84%，輸出紋波電壓小于120mV。電路使用了最簡的設(shè)計，作為充電機的適配電源，完全可以滿足要求。