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基于TOP224Y 的单片开关电源设计

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发表于 2017-1-22 11:13:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
简介:介绍了一种基于TOP224Y 三端离线式PWM 集成芯片的反激式开关稳压电源; 分析了T OP224Y 的特性和工作原理, 设计了一款功率20W, 输出+ 15V 的单片开关电源, 对系统输入整流滤波电路、高频变压器、箝位保护电路、输出整流滤波电路及反馈电路五个部分进行了详细的分析, 并按照指标要求, 进行了实际参数值计算、器件的选取与电路设计; 最后, 给出了该电源输出实验波形及整体性能分析; 实验证明: 该开关稳压电源效率高、纹波小、输出电压稳定, 性能优良, 适合于仪器仪表的控制用电。

0 .. 引言
开关电源被誉为高效节能电源, 应用日益广泛, 在许多领域它正在逐步取代线性电源, 成为稳压电源的发展方向。开关电源的设计通常采用控制电路与功率开关器件相结合的分立结构, 但这种方案开发周期长、成本高、系统可靠性低。上世纪90 年代美国PI ( Pow er Integr atio n Inc. ) 公司推出的TOPSw itch 系列开关电源集成芯片解决了这些问题。该系列芯片将自启动电路、功率MOSFET、控制电路以及保护电路集成在一起, 极大地简化了外围电路的设计, 降低了成本, 增强了系统的可靠性, 缩短了研发周期; 同时提高了电源的效率, 并使电源的体积和重量大为减小。所以, 该系列芯片一经推出便得到广泛的应用, 展示了其良好的应用前景。
1 .. TOP224Y的主要性能特点和工作原理
TOP224Y 是T OPSw itch- ! 系列中一种最常用的芯片,其封装形式是TO- 220, 自带小散热片, 是典型的三端集成器件, 三个管脚分别为控制端C、源极S、漏极D, 其内部功
率MOSFET 器件的耐压值高达700 V, 可设计成40 W 以上仪器仪表的多路隔离式内置控制电源, T OPSw itch- ! 系列产品
具有以下显著特点:
( 1) 将脉宽调制( PWM) 控制系统的全部功能集成到三端芯片中, 内含脉宽调制器、功率开关场效应管( MOSFET) 、自动偏置电路、保护电路、高压启动电路和环路补偿电路, 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、隔离式开关电源的单片集成化, 使用安全可靠。
( 2) 采用漏极开路输出, 并利用控制极反馈电流I C 来线性调节占空比实现AC/ DC 变换的, 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。作固定电压输入时, 可选110V/ 115V/ 230V 交流电, 允许变化∀ 15%。在宽电压范围输入时, 适配85 ~ 265V 交流电, 但输出功率峰值P OM 要比前者降低40%。
( 4) 它只有三个引出端, 能以最简方式构成无工频变压器的单端反激式开关电源。开关频率的典型值为100 kH z, 允许范围是90 k~ 110 kH z, 占空比调节范围是1 7%~ 67%。
( 5) 外围电路简单, 电磁干扰小, 成本低廉。由于芯片本身功耗很低, 电源效率可达80%左右, 最高可达90%。
1 .2  工作原理[2]
T OP224Y 的内部框图如图1 所示, 主要包括10 个部分:
( 1) 控制电压源( 由控制电压UC 向并联调整器和门极驱动提供偏压, 而控制端电流I C 则能调节占空比) ;
( 2) 带隙基准电压源( 内部提供各种基准电压) ;
( 3) 振荡器( 产生锯齿波SAW、最大占空比信号Dm ax 和时钟信号CLOCK) ;
QQ图片20170122111031.png

详情请见附件
一种基于TOP224Y的单片开关电源设计.pdf (219.99 KB, 下载次数: 8)
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发表于 2018-8-21 00:21:44 | 显示全部楼层
看看学习了
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