基于TOPSwitch的反激变流器反馈电路的优化设计

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  作者:张田乾, 张希峰

  介绍了利用TOPSwitch构成的反激变流器.井从传递函数补偿的角度分析了反馈电路的设计方法。通过反馈电路结构和参数的调整,变流器的输出电压纹波大幅度减小,抗干扰性能得到了加强,效率有所提高。

  关键词:单片开关电源;反激;反馈:传递函数

  0 引言

  近年来,中小功率的开关电源向着单片集成化的方向发展。1997年,美国功率集成公司(Power Integration Inc,简称PI公司)推出三端单片电源TOPSwitch-II系列。该系列产品将MOSFET和控制电路集成在一起,不仅提高了电源效率,而且使电源的体积和重量大为减小。

  由于TOP系列单片电源的集成度很高,外围电路十分简单,本文在试验的基础上分析并改进了反馈网络,验证了其对电路性能提高的有效性。

  1 TOPSwitch开关电源反馈电路设计

  TOPSWitch的外围电路主要分为输入整流滤波电路、钳位保护电路、高频变压器、输出整流滤波电路和反馈电路5部分。其中前4部分电路设汁可以在PI公司的网站上找到专用的设计软件进行计算,电路的参数和器件型号都能满足TOPSwitch开关电源的需要。

  至于反馈电路,由于PI公司没有专用的工具,所以必须根据电路的实际情况进行设计。单片开关电源的反馈形式虽然有很多,但可以归结为图1所示的4种基本形式。其中图1(a)为基本反馈电路,电路简单但稳压性能较差,负载调整率只能达到S1=±5%;图1(b)为改进型反馈电路,增加了一只稳压管D5,可以使S1改善到±2%;图1(c)为带稳压管的光耦反馈电路,相当于给TOPSwitch增加一级外部误差放大器,再与内部误差放大器配合使用,可以对输出电压进行调整,S1可到达±1%;图1(d)为带TL431的光耦反馈电路,用三端线性稳压管代替图l(c)中的稳压管D5,从而对输出电压进行精细调整,S1=±O.2%。

  设计开关电源时,一般根据实际技术要求选择合适的反馈电路,本文就图l(d)的反馈形式进行分析。并给出较为实用的电路结构,图2是应用TOP224及精密反馈电路构成的反激变流器,交流通用输入(85~265V),多路输出,要求主输出电压纹波在0.5%以内,负载调整率S1=±0.2%。