【文章內(nèi)容簡介】 標代表輸出功率PO，縱坐標表示電源效率η。所畫出的7條實線分別對應于TOP221～TOP227的電源效率，而15條虛線均為芯片功耗的等值線。 不固定輸入時輸出為5V時PD與η，PO的關系圖，PO的關系曲線TOP221～TOP227系列在固定輸入【交流230（1177。15%）V】條件下，當UO=+5V或+12V時，PD與η，PO的關系曲線分別如圖所示。 不固定輸入時輸出為12V時PD與η，PO的關系圖 固定輸入時輸出為5V時PD與η，PO的關系圖，PO的關系圖根據(jù)上面的關系曲線來確定芯片的型號：⑴ 先確定要用哪一幅曲線合適。比如說，當u=85～265V、UO=+5V時，就應該選擇圖1。⑵ 然后再橫坐標上找出想要設計的功率點。⑶ 從功率輸出點垂直向上移動，直到選中合適芯片所指的那條實線。如果不合適的話，就繼續(xù)向上，直到找到為止。⑷ 再從虛線上獨處芯片的功耗PD。并且還可以求出來芯片的結(jié)溫（Tj）,進而確定散熱片的大小。⑸ 最后一步進入到電路設計以及變壓器外接元器件的選擇等。前面已經(jīng)提到了PD、η、PO三者的交流輸入電壓都已經(jīng)限制到最低范圍。圖22和圖23中限制在最小值為85V,圖24中限制在最小值為195V。如果輸入進去的交流電壓與前面的規(guī)定不一樣的話，那么后果就會很嚴重，直接就關系到芯片的選擇是否正確，所以一定要按照規(guī)定來選擇合適的輸入的交流電壓。然后下一步我們需要做的就是將實際輸入的最小值交流電壓的對應的輸出功率換算成它的等效功率就可以了。這樣就可以運用前面的3幅關系曲線圖了。在固定輸入、和不固定輸入的這兩種情況的特性曲線圖如下圖所示。但要聲明：1)a、b兩個圖中u的最小值分別為85V、195V并且u只是低端時候的電壓范圍。2)當輸出功率比K大于1（即）的時候,說明原來的芯片的功率可用性更高了，根據(jù)情況的不同也可以選擇輸出功率比它低的芯片。當輸出功率比K小于1（即）的時候，說明原來的芯片的功率的可用性降低了，根據(jù)情況的不同也可以選擇輸出功率比它高的芯片。3)設一次繞組電感電壓為UOR，其典型值為135V。但在85時，受TOPSwitchII調(diào)節(jié)占空比能力的限制，UOR會安線性規(guī)律降低到。此時換算因數(shù)K=。圖中a和b的虛線部分表示它們的特性曲線，利用它可以修正一次繞組電感電壓值。 圖（a)不固定輸入時K與Uimin′的關系 圖（b）固定輸入時K與Uimin′的關系 K與的關系修正歸納：1）首先從圖圖6中選擇適用的特性曲線，根據(jù)Uimin′值查出折算系數(shù)K。2）將PO′換成Uimin為規(guī)定值時的等效功率PO，有公式PO=PO′/K（2）3）最后從圖1～圖4中選取適用的關系曲線，并根據(jù)PO值查出合適的芯片型號以及η、PD參數(shù)值。1）用TOPSwitch－II設計開關電源時，高頻變壓器以及相關元件參數(shù)的如表21，這些數(shù)值可做為初選值。表21 高頻變壓器等原件參數(shù)值參數(shù)TOP221TOP222TOP223TOP224TOP225TOP226TOP227高頻變壓器一次繞組電感LP/uH86504400220014751100880740高頻變壓器一次繞組泄露電感LP0/uH175904530221815二次繞組開路時高頻變壓器的諧振頻率f0/kHz400450500550600650700一次繞組線圈電阻RP/mΩ50001800650350250175140二次繞組線圈電阻Rs/mΩ20127543輸出濾波電感的直流電阻RL1/mΩ40322520161310共模扼流圈的直流電阻RL2/mΩ4003703333002672332002) 當Uimin的規(guī)定值發(fā)生變化時，TOPSwitch－II的占空比亦隨之改變，進而影響光耦合器中的LED工作電流IF、光敏三極管發(fā)射極電流IE也產(chǎn)生變化。此時應根據(jù)表22對IF、IE進行重新調(diào)整。表22光耦合器參數(shù)隨Uimin′的變化最低交流輸入電壓Umin/V85195發(fā)光二極管的工作電流IF/mA光敏晶體管的發(fā)射極電流IE/mA簡單敘述由TOP224P設計的12V、20W的開關電源。(1)采用一片TOP224P型三端單片開關電源，配PC817A型光耦合器，構成帶穩(wěn)壓管的光耦反饋電路，能將85V～265V交流輸入電源Ui變換成12V、。（2）電路原理圖的設計 12V、20W開關電源模塊的內(nèi)部電路(a) SV－Ui。 (b)SI－IO。 (c) η－Ui(PO=20W)（3）電路工作原理電路中使用兩片集成電路：三端單片開關電源TOP224P（IC1）、線性光耦合器PC817A（IC2）。交流電源經(jīng)過UR和C2整流濾波后產(chǎn)生直流高壓UI，給高頻變壓器的一次繞組供電。VS1和VD1能將漏感產(chǎn)生的尖峰電壓鉗位到安全值，并能衰減振鈴電壓。VS1采用反向擊穿電壓為200V的瞬態(tài)電壓抑制器P6KE200，VD1選用1A/600V的超快恢復二極管UF4005。二次繞組電壓通過VDCL和C6整流濾波，獲得12V輸出電壓UO。光耦中發(fā)光二極管的正向壓降UF、R1上的壓降這三者這和來設定的。改變高頻變壓器的匝數(shù)比和VS2的穩(wěn)壓值。R2和VS2還為12V輸出提供一個假負載，用以提高輕載時的負載調(diào)整率。反饋繞組電壓經(jīng)VD3和C5整流濾波后，供給TOP224P所需偏壓。由R2和VS2來調(diào)節(jié)控制端電流，通過改變輸出占空比達到穩(wěn)壓目的。共模扼流圈L1能減小由一次繞組接D端的高壓開關波形所產(chǎn)生的共模泄漏電流。C3為保護電容，用于濾掉由一次、二次繞組耦合電容引起的干擾。C1可減小由一次繞組電流的基波與諧波所產(chǎn)生的差模漏電流。該開關電源模塊的SVUi、S1IO、η。(a)示出當IO=，電壓調(diào)整率SV與交流輸入電壓Ui的關系。(b)示出在Ui=230V時負載調(diào)整率SI與輸出電流IO的關系。（c）示出當PO=20W時電源效率與交流輸入電壓Ui的關系曲線。在上電過程中，直流高壓UI建立之后需經(jīng)地160ms（典型值）的延遲時間，輸出電壓UO才達到12V的穩(wěn)定值。延遲時間t1=(18020)ms=160ms。圖中假定u=212V，UI=√2u=300V。若需增加軟啟動功能以限制開啟電源時的占空比，使UO平滑地升高，應在VS2的兩端并聯(lián)一只軟啟動電容C8。~47uF。當C8=、10uF、22 uF、47 uF時。上述4種情況下，、4ms、8ms。在軟啟動過程中UO是按照一定的斜率升高的，能對TOP224P起到保護作用。斷電后C8可通過R2進行放電。 UO與Ui的時序波形第三章 采用TOP224恒流恒壓設計第三章 采用TOP224恒流恒壓設計選用TOP224，因為它的體積小，重量輕，結(jié)構簡單，耐用，且成本低的開關電源，它功率輸出在30～45W是最合適的。設計技術要求如下：輸入電壓：交流220V177。10% 紋波電壓UP：輸出電壓UO：15V 輸出波動電流IP：177。輸出電流IO：10A 占空比：D max＝ 設計步驟 本文設計采用的是一部分一部分的設計方法。、高頻變壓電路、整流續(xù)流與濾波電路、穩(wěn)壓恒流電路、保護電路、反饋電路、控制電路以及功率開關組成的。輸入整流濾波電路其作用是把電網(wǎng)存在雜波過濾，也是通過整流得到輸出所需要的直流電壓。高頻變壓器是開關電源設計關鍵部件之一，在電路回路中起到電器隔離、變壓、儲能、變流或者是變阻等作用的。而輸出整流續(xù)流與濾波電路是通過整流續(xù)流功能得到輸出所需要直流電流，當然還要通過濾波器把多余雜波給濾掉。穩(wěn)壓恒流輸出電路目的是為負載提供一個恒流電流。反饋電路可以是電壓反饋，也可以是電流反饋，它是通過輸出端取樣的電流電壓值與控制器基準電流電壓值相比較，起到反饋傳遞作用?？刂破魇峭ㄟ^反饋電路的信息在調(diào)整電路電流電壓的輸出的，輸出電流盡可能達到一個穩(wěn)定值。而功率開關管是由控制器PWM控制它的導通時間，調(diào)節(jié)脈沖寬度從而也實現(xiàn)占空比大小調(diào)節(jié)的。整體電路是將頻率為50Hz、220V的市電交流電壓經(jīng)過主電路輸入整流與濾波、變壓器、整流、續(xù)流與濾波、穩(wěn)壓電路恒流電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓，輸出恒定的直流電流。 整流、續(xù)流與濾波變壓器恒壓恒流輸出輸入整流與濾波輸入驅(qū)動VCC