【文章內容簡介】 ，并且具備電路簡單、所用元件少、輸出與輸入間有電氣隔離、電壓輸入范圍寬、能方便的實現多路輸出、有較好的電壓調整率的特點。因此，本設計選擇了單端反激式的拓撲類型。　反饋電路的類型與選擇 單片開關電源的反饋電路有4種基本類型：基本反饋電路、改進型本反饋電路、配TL431的光耦反饋電路、配穩(wěn)壓管的光耦反饋電路。 (a) 基本反饋電路，其優(yōu)點是電路簡單、成本低廉、適于制作小型化、經濟型開關電源，其缺點是穩(wěn)壓性能較差。(b) 改進型基本反饋電路，只需增加一支穩(wěn)壓管VDZ和電阻R1，即可使負載調整率達到2%～+2%。VDZ的穩(wěn)定電壓一般為22V，需相應增加反饋繞組的匝數，以獲得較高的反饋電壓，滿足電路的需要。 (c) 配TL431的光耦反饋電路，其電路較復雜，但穩(wěn)壓性能最佳，適于構成精密開關電源。(d) 配穩(wěn)壓管的光耦反饋電路，由VDZ提供參考電壓UZ，當Uo發(fā)生波動時，在LED上可獲得誤差電壓。因此，該電路相當于給TOPSwitch增加一個外部誤差放大器，再與內部誤差放大器配合使用，即可對Uo進行調整。由于本設計是旨在針對精密開關穩(wěn)壓電源進行的設計與制作的，需要有較好的穩(wěn)壓性能。并且，考慮到光耦所具有的電氣隔離的優(yōu)點，所以選擇了配TL431的光耦反饋電路?！￠_關電源的內部結構圖及工作原理 開關穩(wěn)壓電源的電路原理框圖如圖29所示。它主要由輸入整流濾波電路、功率轉換電路、高頻變壓器、輸出整流濾波電路及控制電路部分組成。其中，控制電路又包括取樣器、基準電壓、比較器、振蕩器、脈寬調制及基準電壓等電路組成。輸入整流濾波功率轉換電路高頻變壓器輸出整流濾波取樣器比較器脈寬調制振蕩器基準電壓DCAC圖29 開關電源的原理框圖首先，交流電經輸入部分整流電路和濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動成份的直流電。然后，該直流電又通過功率轉換電路進人高頻變壓器被轉換成所需的電壓值，最后再將這個電壓經輸出部分整流濾波電路的整流、濾波后變?yōu)樗枰闹绷麟姽┙o用電設備。這中間，電源的穩(wěn)壓是靠反饋控制電路（控制電路用來調整高頻開關元件的開關時間比例，以達到電壓的穩(wěn)定輸出）來實現的。即:輸出電流經取樣器送至比較器，使之與基準電壓電路中的電流相比較，然后由脈寬調制電路根據比較結果來進行脈寬調制，從而控制功率轉換電路中相應功率輸出的大小，最后實現輸出電壓的穩(wěn)定。目前，這部分電路目前己集成化，制成了各種開關電源的專用集成電路。開關電源按控制方式分為調寬式和調頻式以及兩者混合式。其中，前兩者的區(qū)別在于：前者通過改變占空比來實現穩(wěn)壓，開關器件導通的周期并不變。而后者恰恰相反。在目前開發(fā)和使用的開關電源電路中，絕大多數為脈寬調制（PWM）型,全稱脈沖寬度調制（Pulse Width Modulation ，PWM）技術，本設計亦采用調寬式控制方法。它通過對脈沖寬度進行調制來獲得所需波形（含形狀和幅值）。其基本工作原理就是在輸入電壓、內部參數以及外接負載發(fā)生變化的情況下，根據反饋的結果，調節(jié)開關器件的脈沖寬度（輸出電壓的高或低而使占空比相應小或大）使輸出電壓穩(wěn)定。 PWM開關電源的控制原理如圖210所示。當UI與T不變時，直流平均電壓U0將與脈沖寬度T1成正比。這樣，只要設法使脈沖寬度即占空比（在一個周期內T內,開關導通的時間Ton所占整個周期T的比例,稱為占空比D,D=Ton/T），就可達到穩(wěn)定電壓的目的。圖210 PWM開關電源控制原理及波形圖　 TOP Switch系列芯片工作原理TOP Switch芯片是一個自偏置、自保護的電流占空比線性控制轉換器。通常在控制極和源極之間，緊靠其管腳，并聯一個外部旁路電容。電源啟動時，連接在漏極和源極之間的內部高壓電流源向控制極充電，在RE兩端產生壓降，經RC濾波后，輸入到PWM比較器的同相端，與振蕩器產生的鋸齒波電壓相比較，產生脈寬調制信號并驅動MOSFET管，因而可通過控制極外接的電容充電過程來實現電路的軟啟動。，內部高壓電流源關閉，此時由反饋控制電流向Uc供電。在正常工作階段，由外界電路構成電壓負反饋控制環(huán)，調節(jié)輸出級MOSFET的占空比以實現穩(wěn)壓。當輸出電壓升高時，Uc升高，采樣電阻RE上的誤差電壓亦升高。而在與鋸齒波比較后，將使輸出電壓的占空比減小，從而使開關電源的電壓減小。，MOSFET管關閉，控制電路處于小電流等待狀態(tài)，內部高壓電流源重新接通并向Uc充電，其關斷/~。圖3所示是其運行波形圖，中a圖為正常運行波形，ｂ圖為自動重啟波形。自動重啟電路具有一個八分頻計數器，可以阻止輸出級MOSFET再次導通，直到八個放電充電周期完成為止。因此，在自動重啟期間，占空比控制在５%左右可有效地限制芯片的功耗。自動重啟動電路一直工作到Uc進入受控狀態(tài)為止[1]。該電源的穩(wěn)壓原理簡述如下：高頻變壓器初級繞組NP的極性與次級繞組NS、反饋繞組NF的極性相反。在TOPSwitch導通時，次級整流管VD2截止，此時電能以磁能量形式存儲在初級繞組中；當TOPSwitch截止時，VD2導通，能量傳輸給次級。高頻變壓器在電路中兼有能量存儲、隔離輸出和電壓變換這三大功能。圖中，BR為整流橋，CIN為輸入端濾波電容，COUT是輸出端濾波電容。交流電壓經過整流濾波后得到直流高壓，經初級繞組加至TOPSwitch的漏極上。在功率MOSFET關斷瞬間，高頻變壓器漏感會產生尖峰電壓，另外在初級繞組上還會產生感應電壓(即反向電動勢)UOR，兩者疊加至內部功率開關管MOSFET的漏極上，因此必須在漏極增加鉗位保護電路。鉗位電路由瞬態(tài)電壓抑制器或穩(wěn)壓管VDZ1和超快恢復二極管VD1組成。當MOSFET導通時，變壓器的初級極性上端為正，下端為負，從而導致VD1截止，因而鉗位電路不起作用。在MOSFET截止瞬間，初級極性則變?yōu)樯县撓抡?，此時尖峰電壓就被VDZ1吸收掉。反饋繞組電壓經過VDCF整流濾波后獲得反饋電壓UF，經光耦合器中的光敏三極管給TOPSwitch的控制端提供偏壓。CI是控制端C的旁路電容。輸出電壓Uo通過電阻RR2分壓，然后通過光耦去改變控制端電流。TOPSwitch的占空比D與IC（控制電流）成反比，是通過調節(jié)D來穩(wěn)定輸出電壓的。比如： 當某種原因使Uo減小，將導致UF減小，Ic減小，進而D增大，又使Uo增大，最終使輸出電壓趨于穩(wěn)定，反之亦然。由此可見，反饋電路正是通過調節(jié)TOPSwitch的占空比實現穩(wěn)壓的。第三章　小功率DVD開關穩(wěn)壓電源的設計開始生產準備設計指標根據常規(guī)的設計要求選擇一種拓撲結構設計變壓器導線規(guī)格確定半導體器件的型號設計輸出電壓選擇整流器與濾波電容設計驅動電路選擇控制方式和控制IC設計基本功能設計電壓反饋和交叉調整電路設計啟動電路和Vcc電路根據要求設計過電壓過電流和緊急保護電路設計接口電路和功能設計需要的散熱器和熱轉移方面的考慮考慮PCB布置和結構測試所有功能對設計進行修改在測試室進行測試選用何種拓撲結構？黑箱計算變壓器設計輸出濾波器和整流器功率開關和驅動電路設計控制器設計輸出反饋設計啟動電路設計保護電路設計高層功能設計熱分析和設計實驗電路和結構設計測試與設計結果區(qū)別優(yōu)化設計EMI/RMI測試在本設計中，由于采用了TOP Switch智能芯片，其本身集成了保護電路、關斷電路、自動重啟電路等。所以，在設計時可以省去上面的幾個環(huán)節(jié)，只需對其進行好選型。　技術指標和性能要求本設計依據DVD機的工作要求，采用了較新的電路結構，設計出小功率通用開關電源。它應具備小功率通用開關電源紋波小、電壓低、效率高、體積小和重量輕等優(yōu)點。同時還應實現欠壓、過壓、過流、過熱等電路工作異常時的保護。具體技術指標為如下：交流輸入電壓：220V（140V～240V）；電網頻率：50Hz；開關電源頻率：100KHz；輸出直流電壓Uo：8V（兩路），5V（兩路），8V，24V各一路；輸出額定電流：2A；額定輸出功率：30W；負載調整率SI：4%～+4%；電源效率H：高于84%；空載功率損耗：（230V時）；輸出紋波電壓：低于120mV。