單片開(kāi)關(guān)電源的快速設(shè)計(jì)法

1、單片開(kāi)關(guān)電源的快速設(shè)計(jì)法        摘要：?jiǎn)纹?#160;   （1）圖5和圖6的額定交流輸入電壓最小值Uimin依次為85V，195V，圖中的橫坐標(biāo)僅標(biāo)出Ui在低端的電壓范圍。    （2）當(dāng)Uimin>Uimin時(shí)K>1，即PO>PO，這表明原來(lái)選中的芯片此時(shí)已具有更大的可用功率，必要時(shí)可選輸出功率略低的芯片。當(dāng)Uimin（3）設(shè)初級(jí)電壓為UOR，其典型值為135V。但在Uimin<85V時(shí)，受TOPSwitchII調(diào)節(jié)占空比能力的限

2、制，UOR會(huì)按線性規(guī)律降低UOR。此時(shí)折算系數(shù)K=UOR/UOR<1。圖5和圖6中的虛線表示UOR/UOR與Uimin的特性曲線，利用它可以修正初級(jí)感應(yīng)電壓值。    現(xiàn)將對(duì)輸出功率進(jìn)行修正的工作程序歸納如下：    （1）首先從圖5、圖6中選擇適用的特性曲線，然后根據(jù)已知的Uimin值查出折算系數(shù)K。（2）將PO折算成Uimin為規(guī)定值時(shí)的等效功率PO，有公式    PO=PO/K        （2）  &

3、#160; （3）最后從圖1圖4中選取適用的關(guān)系曲線，并根據(jù)PO值查出合適的芯片型號(hào)以及、PD參數(shù)值。    下面通過(guò)一個(gè)典型的實(shí)例來(lái)說(shuō)明修正方法。開(kāi)關(guān)電源    已知Uimin=85V，假定Uimin=90×115V=103.5V。從圖5中查出K=1.15。將PO=35W、K=1.15一并代入式（2）中，計(jì)算出PO=30.4W。再根據(jù)PO值，從圖2上查出最佳選擇應(yīng)是TOP224型芯片，此時(shí)=81.6，PD=2W。    若選TOP223，則降至73.5,PD增加到5W，顯然不合適。倘若選TOP

4、225型，就會(huì)造成資源浪費(fèi)，因?yàn)樗萒OP224的價(jià)格要高一些，且適合輸出40W60W的更大功率。32 相關(guān)參數(shù)的修正及選擇    （1）修正初級(jí)電感量開(kāi)關(guān)電源時(shí)，高頻變壓器以及相關(guān)元件參數(shù)的典型情況見(jiàn)表1，這些數(shù)值可做為初選值。當(dāng)Uimin<Uimin時(shí)，由于電源效率和功率損耗均發(fā)生了變化，因此還需要對(duì)初級(jí)電感量LP進(jìn)行修正。有公式    LP=KLP           （3）表1 高頻變壓器及其相關(guān)元件參數(shù)的典型值 參

5、60;           數(shù)TOP221TOP222TOP223TOP224TOP225TOP226TOP227高頻變壓器初級(jí)電感LP（H）8650440022001475110088015高頻變壓器初級(jí)泄漏電感 LPO（H）175904530221815次級(jí)開(kāi)路時(shí)高頻變壓的諧振頻率fo（kHz）400450500550600650700初級(jí)級(jí)圈電阻RP（m）50001800650350250175140次級(jí)級(jí)圈電阻Rs（m）20127543.53輸出濾波電感的直流電阻RL1（m）403225

6、20161310共模扼流圈的直流電阻RL2(m)400370333300267233200    查表1可知，使用TOP224時(shí)，LP=1475H。當(dāng)K=1.15時(shí)，LP=1.15×1475=1696H。表2 光耦合器參數(shù)隨Uimin的變化最低交流輸入電壓Uimin(V) 85195 LED的工作電流IF（mA）3.55.0光敏三極管的發(fā)射極電流IE（mA)3.55.0    （2）對(duì)其他參數(shù)的影響    當(dāng)Uimin的規(guī)定值發(fā)生變化時(shí)，TOPSwitchII的占空比亦隨之改變，進(jìn)而影響光耦合器

7、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(shí)應(yīng)根據(jù)表2對(duì)IF、IE進(jìn)行重新調(diào)整。    TOPSwitchII獨(dú)立于Ui、PO的電源參數(shù)值，見(jiàn)表3。這些參數(shù)一般不受Uimin變化的影響。表3獨(dú)立于Ui、PO的電源參數(shù)值獨(dú)立參數(shù)典型值 開(kāi)關(guān)頻率f(kHz)100 輸入保護(hù)電路的箝位電壓UB(V)200 輸出級(jí)肖特基整流二極管的正向壓降UF(V)0.4 初始偏置電壓UFB(V)16     （3）輸入濾波電容的選擇開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源的性能。當(dāng)C1的容量太小時(shí)，會(huì)降低TOPSwitchII的可用功率。上例中，若將寬范圍輸入時(shí)的C1容量由30F改成20F，則輸出功率會(huì)降低15；當(dāng)C1<20F時(shí)，會(huì)造成可用