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TOPSwitch-FX系列單片機(jī)開關(guān)電源的應(yīng)用
摘要：介紹TOPSwitch-FX系列產(chǎn)品在通用高效開關(guān)電源、機(jī)頂盒開關(guān)電源、PC待機(jī)電源中的典型應(yīng)用。關(guān)鍵詞：開關(guān)電源 外部限流 機(jī)頂盒電源 待機(jī)電源
TOPSwitch-FX系列單片機(jī)電源集成電路，可廣泛應(yīng)用于各種通用及專用開關(guān)電源、待機(jī)電源、開關(guān)電源模塊中。
一、能進(jìn)行外部限流的12V、30W開關(guān)電源
由TOP234Y構(gòu)成12V、30W高效開關(guān)電源的電路如圖1所示。其交流輸入電壓范圍是AC85～265V，滿載時(shí)電源效率可達(dá)80%。交流電壓u依次經(jīng)過(guò)電磁干擾（EMI）濾波器（C10，L1）、輸入整流濾波器（BR，C1）獲得直流高壓UI。UI經(jīng)過(guò)R1和R2分壓后接M端，能使極限電流隨UI升高而降低。R1可提供電壓前饋信號(hào)，當(dāng)UI偏高時(shí)能自動(dòng)降低最大占空比，以減小輸出紋波。R2為電流極限設(shè)定電阻，所設(shè)定的Ilimit≈0.7Ilimit=0.7×1.5A=1.05A，略高于低壓輸入時(shí)的峰值電流Ip值。這里將系數(shù)取0.7是考慮到TOP234Y在寬范圍輸入時(shí)，最大連續(xù)輸出功率Pom=45W,而實(shí)際輸出功率P'om=30M，即P'om/Pom=30/45=0.67≈0.7。采用這種設(shè)計(jì)方法允許高頻變壓器選用尺寸較小的磁芯，通過(guò)增加初級(jí)電感量Lp來(lái)降低TOP234Y的功耗，并防止出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象。此外，由于采用了降低Dmax的電壓前饋技術(shù)即使輸入電壓UI和初級(jí)感應(yīng)電壓UOR較高，開關(guān)電源也能正常工作。它允許使用成本的R，C，VD型漏極鉗位電路（R3，C7，VD1），以替代價(jià)格較高的TVS（瞬態(tài)電壓抑制器）、VD型鉗位電路，用于吸收在TOP234Y關(guān)斷時(shí)由高頻變壓器漏感產(chǎn)生的尖峰電壓，對(duì)漏極起到保護(hù)作用。
次級(jí)電壓經(jīng)過(guò)VD2，C2，C3，L2和C4整流濾波后，獲得+12V、2.5A的穩(wěn)壓輸出。為減小整流管的損耗，VD2采用MBR1060型10A/60V肖特基二極管。C9和R7并聯(lián)在VD2兩端，能防止VD2在高頻開關(guān)狀態(tài)下產(chǎn)生自激振蕩（振鈴）。當(dāng)開關(guān)電源空載時(shí)，TOPSwitch-FX能采用跳過(guò)周期的方式進(jìn)一步降低最大輸出占空比，使得Dmax<1.5%，因此，在輸出端無(wú)須接假負(fù)載，這樣還可降低空載或待機(jī)狀態(tài)下的功耗。
該電源采用帶穩(wěn)壓管的光耦反饋電路。IC2為L(zhǎng)TV817A型線性光耦合器。VDZ采用1N5240C型穩(wěn)壓管，其穩(wěn)定電壓Uz=10（1±0.02）V。光耦中LED的正向壓降UF≈1V.輸出電壓由下式確定：
Uo=Uz+UF+UR4
現(xiàn)將其穩(wěn)壓原理分析如下：當(dāng)由于某種原因致使Uo↑，Uo>U2+UF+UR4時(shí)，所產(chǎn)生的誤差電壓Ur'=Uo-（Uz+UF+UR4）就令LED的IF↑，經(jīng)過(guò)光耦后，接收管的IE↑，使得控制端電流Ic↑，而占空比D↓，導(dǎo)致Uo↓，為而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓目的。反之，Uo↓→IF↓→IE↓→Ic↓→D↑→Uo↑，同樣起到穩(wěn)壓作用。
1N5240C的穩(wěn)定電流典型值為20mA，取R4=150Ω時(shí)只能供給6.7mA的電流，進(jìn)一步增加電阻值會(huì)受到LED工作電流IF（通常為3.5～7mA）的限制。為此，另由電阻R6提供13.3mA的工作電流，使VDz的穩(wěn)定電流Iz=3.7mA+13.3mA=20mA，其穩(wěn)壓特性也得到了改善。反饋繞組電壓經(jīng)過(guò)VD3和C6整流濾波后
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