基于TOP244Y的开关电源设计VIP专享VIP免费

1.开关电源感念1.1开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止。将直流电转化为高频的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压，转化为高频交流电的原因是高频交流在变压器变压电路中的效率要比50HZ高很多，所以开关变压可以做的很小，而且工作时不是很热，成本很低。如果不将50HZ变为高频开关就没有意义，开关变压也不神秘，就是一个普通的变压器。这就是开关电源。*简单地说，开关电源的工作原理是：*1、交流电源输入经整流滤波成直流；*2、通过高频PWM（脉冲宽度调制）信号控制开关管，将那个直流加到开关变压器初级上；*3、开关变压器次级感应出高频电压，经整流滤波供给负载；*4、输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制PWM占空比，以达到稳定输出的目的。1.2开关电源自20世纪70年代开始应用以来，涌现出许多功能完备的集成控制电路，使开关电源电路日益简化，工作频率不断提高，效率大大提高，并为电源小型化提供了广阔的前景。我司采用的TOP244Y是将PWM控制器与功率开关场效应管合二为一封装在一起，可使用电路大为简化，体积进一步缩小，成本也明显降低。★TOP244Y开关电源的基本原理：封装形式*漏极管脚（D）：高压功率场效应管漏极输出。*控制管脚（C）：用于调节占空比的误差放大器。*源极管脚（S）：将其连接至输出场效应管源极可得到高压功率回馈。*L：为输入电压的欠压与过压检测端。*F：开关频率选择端，当F端接到源极时，其开关频率为132kHz，而当F端接到控制端时，其开关频率为66kHz。我司频率为132KHZ。*X：外部电路流定调整端。在X端与源极之间接入不同的电阻，则开关电流可限定在不同的数值。若R=12kΩ，则流过开关的电流被设定为额定值的69%；若R1=6kΩ，则为额定值的90%；也就是说，随着电阻值的增大，开关允许流过的电流随之减小。*若在L端与输入电压正端接入2MΩ的电阻，那么其：欠压保护值为：Vuv=100VDC过压保护值为：Vou=450VDC*产品主要有如下性能特点：输出功率250W；外围电路简单，成本低；在极低压或冲情况下能充分集成软启动；外部可编程精确电流限制的高效率，低成本设计和功率可限电路；线性欠压保护，无关断干扰。1.3TOP24X系列开关――电源芯片的内部结构*芯片内部工作原理：1、电源启动时，连接在漏极和源极之间的内部高压电流向控制极充电，在Rs两端产生压降，经RC滤波后，输入到PWM比较器的同相端，与振荡器产生的锯齿滤电压相比较，产生脉宽调制信号并驱动MOSFET管，因而可通过控制极外接的电容充电过程来实现电路的软启动。当控制极电压Uc达到5.8V时，内部高压电流源关闭，此时由反馈控制电流向Uc供电。2、在正常工作阶段由外界电路构成电压负反馈控制环，调节输出级MOSFET的占空比以实现稳压。当输出电压升高时，Uc升高，采样电阻Rs上的误差电压亦升高。而在锯齿波比较后，将使输出电压的占空比减小，从而使开关电源的电压减小。当控制极电压低于4.8V时，MOSFET管关闭，控制电路处于小电流等待状态，内部高压电流源重新接通并向Uc充电，其关断/自动复位滞回比较器可使Uc保持在4.8~5.8V之间。当开关电源的负载很轻时，能自动将开关频率从132kHz降低到30kHz（半频模式下则由66kHz降至15kHz），可降低开关损耗，进一步提高电源效率。3、由于TOPSwitch集成度高，设计工作主要对外围电路进行：外围电路可分为输入整流滤波电路/钳位保护电路/变压器/输出整流滤波电路及反馈电路5部分。*TOP244Y开关电源芯片的典型应用：1.4反激式高频变压器的设计此开关电源设计的关键之一是变压器的设计。在此电路中，变压器不是真正意义上的变压器，而更多的是一个能量存储装置。变压器的能量变化过程为：当TOP开关管导通时，电容两端的电压加到反激变压器的一次侧，流过一次侧绕组的电流线性增加。开关管导通的瞬间变压器二次侧电流不为零，然而磁心内的能量不能突变，故一次侧电流跃变为二次侧电流的1/K（K为变压器变化），变压器储存能量；当TOP开关管关断时，电感一次侧电流由于没有回路。此时，稳压管的击穿电压因高于一次侧的感应电势而截止而突变为零。变压器通过二次侧续流，二次侧电流为TOP开关管关断时一侧电...