基于TOP244Y的開關(guān)電源設(shè)計(jì)

1.開關(guān)電源感念1.1開關(guān)電源就是用通過電路控制開關(guān)管進(jìn)行高速的道通與截止。將直流電轉(zhuǎn)化為高頻的交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓，從而產(chǎn)生所需要的一組或多組電壓，轉(zhuǎn)化為高頻交流電的原因是高頻交流在變壓器變壓電路中的效率要比50HZ高很多，所以開關(guān)變壓可以做的很小，而且工作時(shí)不是很熱，成本很低。如果不將50HZ變?yōu)楦哳l開關(guān)就沒有意義，開關(guān)變壓也不神秘，就是一個(gè)普通的變壓器。這就是開關(guān)電源。*簡單地說，開關(guān)電源的工作原理是：*1、交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流；*2、通過高頻PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號(hào)控制開關(guān)管，將那個(gè)直流加到開關(guān)變壓器初級(jí)上；*3、開關(guān)變壓器次級(jí)感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供給負(fù)載；*4、輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路，控制PWM占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目的。1.2開關(guān)電源自20世紀(jì)70年代開始應(yīng)用以來，涌現(xiàn)出許多功能完備的集成控制電路，使開關(guān)電源電路日益簡化，工作頻率不斷提高，效率大大提高，并為電源小型化提供了廣闊的前景。我司采用的TOP244Y是將PWM控制器與功率開關(guān)場效應(yīng)管合二為一封裝在一起，可使用電路大為簡化，體積進(jìn)一步縮小，成本也明顯降低。★TOP244Y開關(guān)電源的基本原理：封裝形式*漏極管腳（D）：高壓功率場效應(yīng)管漏極輸出。*控制管腳（C）：用于調(diào)節(jié)占空比的誤差放大器。*源極管腳（S）：將其連接至輸出場效應(yīng)管源極可得到高壓功率回饋。*L：為輸入電壓的欠壓與過壓檢測端。*F：開關(guān)頻率選擇端，當(dāng)F端接到源極時(shí)，其開關(guān)頻率為132kHz，而當(dāng)F端接到控制端時(shí)，其開關(guān)頻率為66kHz。我司頻率為132KHZ。*X：外部電路流定調(diào)整端。在X端與源極之間接入不同的電阻，則開關(guān)電流可限定在不同的數(shù)值。若R=12kΩ，則流過開關(guān)的電流被設(shè)定為額定值的69%；若R1=6kΩ，則為額定值的90%；也就是說，隨著電阻值的增大，開關(guān)允許流過的電流隨之減小。*若在L端與輸入電壓正端接入2MΩ的電阻，那么其：欠壓保護(hù)值為：Vuv=100VDC過壓保護(hù)值為：Vou=450VDC*產(chǎn)品主要有如下性能特點(diǎn)：輸出功率250W；外圍電路簡單，成本低；在極低壓或沖情況下能充分集成軟啟動(dòng)；外部可編程精確電流限制的高效率，低成本設(shè)計(jì)和功率可限電路；線性欠壓保護(hù)，無關(guān)斷干擾。一套軟件，主要用這套軟件設(shè)計(jì)變壓器。2.3鉗位保護(hù)電路*每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，TOPSwitch的關(guān)斷將導(dǎo)致變壓器漏感產(chǎn)生尖峰電壓。D302和D303構(gòu)成的鉗位電路防止了此電壓對(duì)TOPSwitch的損壞，D302和D303的選擇由反射電壓ROR決定。VOR推薦值135V，D302鉗位電壓VCLO可由以驗(yàn)公式VCLO=1.5VOR得出，D303的耐壓值應(yīng)大于VMAX并選擇快恢復(fù)二極管。本設(shè)計(jì)中穩(wěn)壓管選用P6KE200，二極管選用BYV26C。*由于P6KE200上并聯(lián)R302和C307，在正常工作時(shí)，R302幾乎承擔(dān)了所有的泄放能量，而在啟動(dòng)或超載的情況下，P6E200又限制了尖峰電壓不超過TOP中MOSFET管的安全電壓。2.4反饋電路設(shè)計(jì)*反饋回路的形式依據(jù)輸出電壓精度而決定，本方案使用的“光耦+TL430”可以把輸出電壓±2.5輸出整流濾波電路設(shè)計(jì)*輸出整流濾波電路由整流二極管和濾波電容構(gòu)成。輸出整流二極管的開關(guān)損耗占系統(tǒng)的五分之一到六分之一，是影響開關(guān)電流效率的主要因素，包括：正向?qū)〒p耗和反向恢復(fù)損耗。由于肖特基二極管導(dǎo)通時(shí)正向壓降較低，因此具有更低的正向?qū)〒p耗。此外，肖特基二極管反向恢復(fù)時(shí)間短，在降低反向恢復(fù)損耗以及消除輸出電壓中的紋波方面有明顯的性能優(yōu)勢。*輸出整流濾波電路由整流二極管和濾波電容構(gòu)成。整流二極管選用肖特基二極管可降低損耗并消除輸出電壓的紋波，但肖特基二極管應(yīng)加上功率較大的散熱器；電容器一般應(yīng)選擇低ESR（等效串聯(lián)阻抗）的電容。為提高輸出電壓的濾波效果，濾除開關(guān)所產(chǎn)生的噪聲，在整流濾波環(huán)節(jié)的后面通常應(yīng)再加上一級(jí)LCC濾波環(huán)節(jié)。3.本次電源設(shè)計(jì)心