TOP225Y双输出开关电源的设计

1,概述开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨又重的线性电源,由美国PI公司推出的TOPSwitch系列开关电源集成芯片更加方便了开关电源的设计和产品化。开关电源的高频变换电路形式很多,常用的离线式变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。而单端反激型直流稳压电源配合电流型PWM控制电路,具有电路结构简单、性能稳定等

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n乾硼暴1概述，开关电源以其效率高、积小、量体重轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、 又笨又重的线性电源，由美国 P公司推 I出的 T S th系歹开关电源集成芯片 0P wi c 0更加方便了开关电源的设计和产品化。开关电源的高频变换电路形式很多，用的常离线式变换电路有推挽、桥、全半桥、端单正激和单端反激等形式。单端反激型直而流稳压电源配合电流型 P M控制电路， W 具有电路结构简单、能稳定等特点。由性 于多路输出开关电源广泛应用在各种复杂小功率电子系统中，具有输出电压低、 输出电流变化范围广等特点、 本文设计的基于 T 2 5芯片离 0P 2 Y线式 P M集成反激式开关电源， W阐述了 T 25 OP 2 Y的内部结构及工作原理，双路 输出为 2 V1 1 V 1 0/A、 5/A,同时按照要求， 进行电路参数的实际计算，给系统选择了 合适的高频变压器，出整流滤波电路及输反馈电路等，终给出测试分析和测试结最果。

辅出开关电誓蝈设计礴黑 闫群民马永翔

25 6 V交流电，但输出功率峰值 P OM值比前者降低 4%。 0 ④只有三个引出端，能以最简单的方式构成无工频变压器的单端反激式开关

路处于小电流等待状态，内部高压电流源重新接通并向 U c充电，其关断/自动复位滞回比较器使 Uc保持在 47 .V~57 .V之间。

电源。关频率的典型值为 1 O H,开 k z允许 O范围是 9 k z O H,占空比调节范 0 H~1 k z 1围是 1%一6%。 . 7 7

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关窀源电路设讨

⑤外围电路简单，电磁干扰小，本成低廉。由于芯片本身功耗很低，电源效率可达 8%左右， 0最高可达 9%。 0 22T 2 5的工作原理 . 0P 2 Y T 25 0P 2 Y内部结构图如图 1示。所

由于 T 2 5集成度高，计工作 0P 2 Y设主要针对外围电路进行。围电路由输入外整流滤波电路、频变压器、出整流滤高输波电路、箝位保护电路及反馈电路组成。 单路 20 2 V交流《 5输入，路 ±1%)双输

出电压为 2 1/A、 5V1对应电路 0 V 1 1/A,原理图如图 2所示。 3 1入整流滤波电路 .输

电源启动时，连接在漏极和源极之间的内部高压电流源向控制极充电， R B在 F两端产生压降，经 R滤波后，输入到 C P M比较器的同相端，振荡器产生的 W与

锯齿波电压进行比较，产生脉宽调制信号并驱动 M0S E F T管，因而可通过控制极

2 T0P 2 Y工作原 . 2 521T 2 5的性能特点 0P 2 Y

T 25 0P 2 Y是 T S th l系歹中 0P wi— l 0 c种最常用的芯片，封装形式为 T 2 0自带小散热片，典型的三端集 O一 2,是成器件，个管脚分别为控制端 C源极 三、 S和漏极 D,内部功率 MOS E F T器件的 耐压值高达 7 0可设计成 6 W以上仪 0 V, 0器仪表的多路隔离式内置控制电源。 T S th l 0P wi—l系列产品具有以下特 c一

外接的电容充电过程实现电路的软启动。 当控制极电压 U达到 57时，内部高 c .V压电流源关闭，此时由反馈控制电流向 U c供电。正常工作阶段，外界电路构在由成电压负反馈控制环，调节输出级 M0S E F T的占空比，现稳压。当输出电实压升高时， c升高，采样电阻 R B上的 U F误差电压亦升高 i而在与锯齿波电压进行比较后，将使输出电压的占空比减小，从而使开关电源的电压减小。控制极电压当低于 47时， . V MOS E F T管关闭，控制电。。。。。。。● _。。。。。。。。。^。。。。。。。。。。。

整流滤波电路包括输入交流 E滤 Ml波、流、整电容稳压三部分。交流 E滤 Ml波使用技术成熟的兀型滤波电路，其参数如下：去除差模干扰的电容 C 0 C 1为 1、1 2 F 5 V去除共模干扰的 C、 1 0/ 0 2 1 C 2 3为 1 n; 1为 5 5,用双线并绕。 O FL~1 mh采 整流电路选择 4个 I4 0 N 0 7二极管组成整流桥，波稳压电容 C1可按照输出功滤率 1“F门W选择。交流电压的输入范围为 1 7~2 3 8V 5 V,即 V。, 1 7 A 1 8

V, n:

2 3。假设整流桥导通时间为 5V T= ms则电容耐压值 c3,=

Vm i= n●。。 - _。。。。。。。。 _。 _

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高压电流源

点：

①将脉宽调制 ( WM ) P控制系统的全部功能集成到三端芯片中，内含脉宽调制器、率开关场效应管(功 MOS E、 F T)自动偏置电路、护电路、压启动电路和环保高路补偿电路，通过高频变压器使输出端与电网完全隔离，真正实现了无工频变压器、离式开关电源的单片集成化，用隔使安全可靠。 ②采用漏极开路输出，利用控制极反馈电流 l线性调节占空比，现 A/C C实 CD 变换，即属于电流控制型单片开关电源。 ③输入交流电压和频率的范围极宽。 在固定电压输入时，可选 1 0/1 V2 0交流电，允许变化± 1 V 1 5/3 V 1%:宽电压范围输入时，配 8 V~ 5在适 5