高效稳定 12V 2.5A 开关电源

由TOP234Y构成12V、2.5A（30W）开关电源的电路如图2-15所示。其交流输入电压范围是85～265V，满载时电源效率可达80%。交流电压u依次经过电磁干扰（EMI）滤波器（C₁₀、L₁）、输入整流滤波器（BR、C₁），获得直流高压U_I。U_I经过R₁、R₂分压后接M端，能使极限电流随U_I升高而降低。R₁可提供电压前馈信号，当U_I偏高时能自动降低最大占空比，以减小输出纹波。R₂为电流极限设定电阻，所设定的I′_LIMIT≈0.7I_LIMIT=0.7×1.5A=1.05A，略高于低压输入时的峰值电流I_P值。这里将系数取0.7是考虑到TOP234Y在宽范围输入时，最大连续输出功率P_OM=45W，而实际输出功率P′_OM=30W，即P′_OM/P_OM=30/45=0.67≈0.7。采用这种设计方法允许高频变压器选尺寸较小的磁心，通过增加一次绕组电感量L_P来降低TOP234Y的功耗，并防止出现磁饱和现象。此外，由于采用了降低D_max的电压前馈技术，即使输入电压U_I和一次绕组感应电压U_OR较高，开关电源也能正常工作。它允许使用低成本的R、C、VD型漏极钳位电路（R₃、C₇、VD₁），以代替价格较高的TVS（瞬态电压抑制器）、VD型钳位电路，用于吸收在TOP234Y关断时由高频变压器漏感产生的尖峰电压，对漏极起到保护作用。

图2-15 由TOP234Y构成12V、2.5A（30W）开关电源的电路

二次绕组电压经过VD₂、C₂、C₃、L₂和C₄整流滤波后，获得+12V、2.5A的稳压输出。为减小整流管的损耗，VD₂采用MBR1060型10A/60V肖特基二极管。C₉和R₇并联在VD₂两端，能防止VD₂在高频开关状态下产生自激振荡（振铃）。当开关电源空载时，TOPSwitch-FX能采用跳过周期的方式进一步降低最大输出占空比，使得D_max＜1.5%，因此在输出端无须接假负载，这样还可降低空载或待机状态下的功耗。

该电源采用带稳压管的光耦反馈电路。IC₂为LTV817A型线性光耦合器。VD_Z采用1N5240C型稳压管，其稳定电压U_Z=10（1±2%）V。光耦中LED的正向压降U_F≈1V。输出电压由下式确定：(www.xing528.com)

U_O=U_Z+U_F+U_R4 （2-4）

现将其稳压原理分析如下：当由于某种原因致使，时，所产生的误差电压U_r′=U_O-（U_Z+U_F+U_R4）就令LED的，经过光耦后，接收管的I_E↑，使得控制端电流，而占空比，导致，从而实现了稳压目的。反之，，同样起到稳压作用。

1N5240C的稳定电流典型值为20mA，取R₄=150Ω时只能供给6.7mA的电流，进一步增加电阻值会受到LED工作电流I_F（通常为3.5～7mA）的限制。为此，另由电阻R₆提供13.3mA的工作电流，使VD_Z的稳定电流I_Z=6.7mA+13.3mA=20mA，其稳压特性也得到了改善。偏置绕组电压经过VD₃和C₆整流滤波后，产生12V的反馈电压，经过IC₂给TOP234Y的控制端提供偏压。C₅是旁路电容，它还与R₅构成控制环路的补偿电路。