一种新型的低纹波开关电源.pdfVIP

第30 卷第8 期 电 子 工 程 师 VOI. 30 NO. 8 2004 年8 月 ELECTRONIC ENGINEER Aug. 2004 一种新型的低纹波开关电源 高利兵 （南京电子技术研究所，江苏省南京市2l00 l3 ） 【摘 要】 传统开关电源具有输出纹波大、辐射干扰大等缺点，应用场合受到限制。文中分析了 传统开关电源输出纹波的产生机理，介绍了斜波驱动方式的优点和新型电源专用集成电路LTl533 的 工作原理，给出了非隔离式24 V 输入，5V 、lA 输出的推挽变换器设计实例。试验结果表明输出纹波 降低到小于2 mV（峰-峰值）。 关键词：开关电源，低纹波，斜波控制，驱动电流，驱动电压 中图分类号： TN86 可以有效地降低纹波，PI 调节器参数配置方法已有很 0 引 言 多文献做过介绍，这里不再叙述。 开关电源具有体积小、重量轻、输出功率大等优 开关频率纹波取决于输出回路的滤波电感器和滤 点，所以应用场合越来越多。但与线性电源比较，其输 波电容器的数值，加大电感量和电容量或采用两级LC 出纹波大、辐射干扰大、响应速度慢等缺点也限制了它 滤波方式可以有效地抑制开关频率的纹波。 的发展。 尖峰是纹波的主要部分，它的大小基本决定了纹 本文分析了传统开关电源的输出纹波的组成和产 波的大小。尖峰的产生机理非常复杂，主要分为前端 生机理，介绍了电源专用集成电路 LTl533 的工作原 漏感尖峰和后端整流尖峰。漏感尖峰产生的原因是高 理、电路设计和测试结果。 频变压器初次级存在漏感，开关管在导通和截止的瞬 间，漏感中的电流无法释放便产生了尖峰。整流尖峰 1 开关电源的输出纹波 的产生原因是高频整流管的PN 结存在结电容，整流 传统脉宽调制（PWM ）开关电源的输出纹波如图 管在导通和截止的瞬间，结电容的充放电也会产生尖 l 所示。 峰。从示波器中观察到开关电源输出尖峰的频率非常 高，约50 MHZ ~ l00 MHZ ，远高于滤波电感器的截止频 率，无法采用常规的电感滤波方式来解决。实际工作 中一般采取减小变压器漏感和采用软恢复特性的高频 整流管。但变压器漏感不能无限制减小，整流管PN 结的结电容也无法消除，因此，开关电源的输出尖峰无 法彻底根除。 传统开关电源为了减少开关损耗，将开关管驱动 波形上升沿和下降沿的斜率变得非常陡，如图2 所示。 图1 传统PWM 开关电源的输出纹波