《现代电子技术》2007年第6期摘录:多路输出单端反激式开关电源设计
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正文摘录:
2007年第6期总第245多路输出单端反激式开关电源设计杨立杰(北京工业大学电控学院北京100022)摘要:在阐述了基于TOPSwitch系列芯片设计的单片反激式开关电源原理的基础上,详细介绍了一种用于智能仪表小功率多输出AC/DC开关电源的设计方法。该电源主电路采用反激式电路,应用反馈手段和脉冲调制技术实现多路电压的稳定输出。最后,给出了实验结果。试验表明,该电源具有良好的性能。关键词:开关电源;反激式电路;高频变压器;脉宽调制;AC/DC中图分类号:TN702文献标识码:B文章编号:1004—373X(2007)06~023一04DesignofPowerSupplyofMulti——terminalExportandReverseExcitationAC/DCModuleYANGI。ijie(C01legcofElectronic&.ControlEngineering,BeiiingUniversityofTechnology,Beijing,100022,China)Abstract:Thepaperintroducestheprincipleofreverseexcitationcircuitappliedforswitchingpowersupply.Andthede—signideaispresentedforthepowersupplyof10Wmulti—terminalexportAC/DCmoduleforintelligentinstrument.There—verseexcitationcircuitisappliedforthepowercircuit.Wegetstaticoutputsbyusingthemethodsoffeedbackandpulse—widthmodulation.Atlast,weshowtheresultoftheexperiment.Thispowersupplyfeaturesexcellentperformance·Keywords:switchingpowersupply;reverseexcitationcircuit;highfrequencytransformer;pulse—widthmodulation;心C{DC开关电源被誉为高效节能型电源,他代表着稳压电源的发展方向,现已成为稳压电源的主流产品。随着现代科技的高速发展,功率器件的不断完善、更新,PWM技术的发展日趋完善,开关电源正朝着短、小、轻、薄的方向发展。本文介绍了一种基于TOPSwith系列芯片设计的小功率多路输出的AC/DC开关电源的原理及设计方法。1设计要求新设计的这个开关电源将作为智能仪表的供电电源,最大功率为10W。为了减少PCB板的数量和智能仪表的体积,要求电源设计尺寸尽量小并能将电源部分与仪表主控部分做在同一个PCB上。考虑10W的功率以及小体积的因素,电路选用单端反激电路。单端反激电路的特点是:电路简单,设计体积小巧且成本低。单端反激电路由输入滤波电路、脉宽调制电路、功率传递电路(由开关管和变压器组成)、输出整流滤波电路、误差检测电路(由芯片TL431及周围元件组成)及信号传递电路(由隔离光耦及电阻组成)等组成。本电源设计成表面贴装的模块电源,其具体参数要求如下:输出最大功率:10W;输入交流电压:85~265V;收稿日期:2006—07—27输出直流电压电流:+5V,500mA;+12V,150mA;+24V,100mA;纹波电压:≤120mV。2单端反激式开关电源的控制原理所谓单端是指TOPSwitch一Ⅱ系列器件只有一个脉冲调制信号功率输出端一漏极D。反激式则指当功率MOSFET导通时,就将电能储存在高频变压器的初级绕组上,仅当MOSFET关断时,才向次级输送电能,由于开关频率高达i00kHz,使得高频变压器能够快速存储、释放能量,经高频整流滤波后即可获得直流连续输出。这也是反激式电路的基本工作原理。而反馈回路通过控制TOPSwitch器件的控制端的电流来调节占空比以达到稳压的目的。3TOPSwitch一Ⅱ系列芯片选型及介绍TOPSwitch—II系列内部主要包括10部分,分别是控制电压源、带息基准电压源、振荡器、并联调整器/误差放大器、脉宽调制器、门驱动级和输出级、过电流保护电路、过热保护及上电复位电路、关断/自动重启电路、高压电流源。他的引脚排列有3种封装形式,如图1所示。其中,TO一220封装自带小散热片,属典型的三端器件,其外形23
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