小功率通用开关电源的原理.PDFVIP

应 用 技 术 ChmaScienceandTechnologyRenew 小功率通用开关电源的原理 万 茸 (河北能源职业技术学院 河北 唐山 063004) [摘 要]该开关电源共选用3片主要的集成电路——T0P249Y型6端单片开关电源、线性光耦合器PC817A及可调式精密并联稳压器TL431。利 用TOP249Y型6端单片开关电源的PWM技术控制开关的占空比来调整输出电压的，以达到稳定输出的目的。 [关键词]PWM；占空比；高频变压器 中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1009—914X(2009)3(b)一0000—00 一 、 开关电源的定义、背景及发展趋势 UOV=450V(DC)。过压时最大占空比Dmax随流入 x端的电流 Ⅸ 的 顾名思义，开关电源的核心为电力电子开关电路，根据负载对电源 增大而减小，当 Ix从 90wA增加到 190~A时，最大 占空比Dmax就从 提出的输出稳压或稳流特性的要求，利用反馈控制电路，采用 占空比控 78％(对应于UUV=lOOV)线性地降低到47％(对应于375V)。在掉电 制方法，对开关电路进行控制。 后，欠压检测能在cl放电时减少输出干扰，只要出现输出调节失效或者 40多年来，开关电源经历了三个重要发展阶段：第一个阶段是功率 输入电压低于40V的情况，都会使TOPSwitch—GX关闭。当开关电源受 半导体器件从双极型器件 (BPT、SCR、GT0)发展为MOS型器件 (功率 到450V以上的冲击电压时，Rll同样可使TOP249关断，避免元器件受 MOS—FET、IGBT、IGCT等)，使电力电子系统有可能实现高频化，并大 到损坏。 幅度降低导通损耗，电路也更为简单。第二个阶段自20世纪8O年代开 由VDZ1和VD1构成的漏极钳位电路，能吸收在MOSFET关断时由 始，高频化和软开关技术的研究开发，使功率变换器性能更好、重量更 高频变压器初级漏感产生的尖峰电压，保护MOSFET不受损坏。VDZ1 轻、尺寸更小。高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究 采用钳位 电压为200V 的P6KE200型瞬态 电压抑制器，VD1选用 的热点之一。第三个阶段从20世纪9O年代中期开始，集成电力电子系 UF4006型超快恢复二极管，其反向耐压为800V。将电容cll和VDZ1 统和集成电力电子模块 (IPEM)技术开始发展，它是当今国际电力电子 并联后，能减少钳位损耗。选择全频工作方式时，开关频率设定为 界亟待解决的新问题之一。 132kHz。为了减小次级绕组和输出整流管的损耗，现将次级绕组分成两 开关电源的特点：一是效率高。采用 占空比控制的开关电源，在理 路 ，每路单独使用一只MBR20100型20A／100V的共阴极肖特基对管 想情况下，只进行能量的变换而没有损耗。实际上电路中开关器件存在 (VIY2、VD3)，然后并联工作。输出滤波电路由C2、C3、Ll、C4和C14构 通态压降、断态漏电流、开关损耗等非理想因素，电感和电容元件也有等 成。空载时，TOP249Y能自动降低开关频率，使得在交流230V输入时 效串联电阻和漏电流等非理想因素，所以存在损耗。但电路的总效率仍 电源损耗仅为520mW。TOP249Y具有频率抖动特性，这对降低电磁干 能达到85％～98％，远远高于靠动态电阻调节的线性电源，通常比相控 扰很有帮助。只要合理地选择安全电容c7和EMI滤波器 (【2、L3、c6) 电源的效率也要高些。二是体积小、重量轻。开关电源采用较高的开关 的元件值，就能使 开关电源产生的电磁辐射符合 CISPR22(ECB)／ 频率，一般高于20kHz这一人耳的听觉极限。因此电路中的电感、电容 EN55022B国际标准。将