新年將至,感謝PI的好活動。今天我給大家介紹的是,利用TOPSwitch-GX TOP248-TOP250器件設計一個單端正激的AC-DC變換器電源。討論設計為230 VAC單電壓輸入或115 VAC倍壓整流輸入,但不涉及寬電壓輸入范圍(85 V至265 V)的設計。
上圖所示為使用TOPSwitch-GX的典型單端正激變換器。詳細的討論將集中在變壓器的初級側,因為次級電路為常規電路,可以在其它的文獻中找到相應的介紹。電阻RA和RB用于設定欠壓鎖定閾值。電阻網絡RA、RB、RC、RD與電容CVS一起用于輸入電壓改變時調整最大占空比。此設計方法給出了這些電阻和電容取值的設計過程。使用TOPSwitch-GX時另一個關鍵因素為初級箝位電路(圖10當中的CCP、D1、VR1、VR2和VR3)。它對變壓器的磁通進行復位并限制最大的漏極電壓。本設計方法中假定采用穩壓管-電容的箝位電路。此應用指南中也包含有這種特殊的箝位電路所使用的元件選擇指南。
關于箝位電路的問題請參考后續單獨的應用指南。設計者也可以選用自己所中意的箝位電路,但不建議使用諧振箝位(例如,LCD箝位–電感/電容/二極管)以及復位繞組。TOPSwitch-GX內部電流檢測的特性不允許將諧振箝位很高的復位電流從檢測的漏極電流中分離出來。本設計方法采用普通的光耦隔離的反饋電路,這種電路在電壓控制方式的系統中很常見,具有兩個極點的響應特性。對于大多數的應用,一般要求頻率補償要具有兩個零點及兩個極點以得到足夠的相位裕量。而反饋電路的設計已經超出了本應用指南所討論的范圍,本文僅對一般的電路拓撲進行討論。
輸出電路的一些顯著特點在圖2中進行了說明。變壓器中的多個次級繞組可以以多種不同的方法進行組合,以得到幾種穩定的或者非穩定的輸出電壓。所有的應用都僅有一個主輸出。該輸出電壓通過光耦隔離的反饋電路由TOPSwitch-GX直接控制實現穩壓。一般地,任意數量的輔助輸出都可以由其它次級繞組得到,使用耦合電感的方法實現間接的穩壓,這些輔助輸出與主輸出共用一個電感。輔助輸出的次級繞組可以兩種方法來配置。傳統的配置方法是將輔助輸出繞組的一端與主輸出的返回端相連接。當輔助輸出的極性與主輸出的極性相反時使用這種連接方式。另一種配置方法有時稱為DC疊加連接方式,即輔助繞組的一端以主輸出的輸出端為參考,而不是以主輸出的返回端為參考。與非疊加的組合方式相比,其好處是輔助輸出的穩壓精度更高。但要求輔助輸出的電壓幅值要比主輸出的電壓高,且極性要相同。
只要與任何其它輸出不共用一個電感,就可以得到任意數量的非穩定的輸出電壓。其輸出僅通過變壓器內獨立的次級繞組與主輸出有關。這些輸出的電感是獨立的。通常這些輸出以電源的返回端為參考。但作為選擇,只要變壓器的隔離允許,它們也可以其它電位作為參考。使用線性或者開關工作的二次穩壓電路可以得到多組穩壓精度高的輸出電壓。這些外加的穩壓器可以加在任意輸出,包括主輸出。它們只不過是作為那些在輸出上額外增加的負載而已。磁放大器是一種特別有用的二次開關穩壓電路。它使用磁性元件飽和的特性作為一個可以實現自主控制的開關器件。盡管磁放大器在理論上可以在任意輸出端使用,但本文僅限于將其與主輸出連接。