高效17W多路输出PC待机电源实例

1.17W多路输出式PC待机电源电路之一

由TOP232Y单片开关电源集成电路构成的17W多路输出式PC待机电源电路如图7-3所示。两路主输出分别为+5V、2A和+3.3V、2A，一路辅助输出为+15V、30mA。该电源的效率为78%，输出端纹波电压的峰-峰值为50mV。直流输入电压的范围是200～375V。亦可选220V固定输入电压，只需接入整流滤波器。该设计充分发挥了TOP232Y的软启动、欠电压保护、严格的限流特性和开关频率高等优良特性，使得高频变压器可选EE19型磁心。此外，由于TOP232Y增加了高压漏极端与低压端的间距，减小了引脚之间的漏电，因此电源能在较恶劣的环境下使用。C₁为直流高压高频退耦电容，当U_I与待机电源距离很近时，可省去C₁。线路检测电阻R₁用于设定欠电压值U_UV。取R₁=3.9MΩ时，U_UV=I_UVR₁=50μA×3.9MΩ=195V。当U_I＜195V时，自动关断电源，直至U_I＞195V时，才重新接通电源。

高频变压器一次绕组的电感量为2.4（1±10%）mH，漏感量小于75μH，一次绕组的谐振频率应不低于1MHz。偏置绕组电压经过VD₄和C₆整流滤波后产生15V的反馈电压，一方面作为+15V输出（未与一次绕组隔离），另一方面还经过光敏晶体管给TOP232Y的控制端提供偏压。R₄、R₆和R₇均为取样电阻，用来检测3.3V和5V输出电压的变化量。R₂是LED的限流电阻，并决定控制环路的增益。+5V电压经R₃给TL431C提供偏流。C₈为软启动电容，能消除刚接通电源时产生的电压过冲现象。空载时利用TOP232Y跳过周期的特性，可以满足PC待机电源低功耗的指标。

图7-3 由TOP232Y构成的17W多路输出式PC待机电源电路

图7-4 由TOP242Y构成的17W多路输出式PC待机电源电路

2.17W多路输出式PC待机电源电路之二

由TOP242Y单片开关电源集成电路构成的17W多路输出式PC待机电源电路如图7-4所示。当主电源断电后，由待机电源继续给PC供电，这样能大大降低PC的功耗，并确保数据不致丢失。该待机电源的直流输入电压范围是+200～375V，三路输出电压分别为+5V、2A，+3.3V、2A，+15V、30mA，总输出功率为17W。+3.3V、+5V两路输出的电压调整率均为±5%。辅助绕组的输出电压经过整流滤波后直接作为+15V、30mA输出，从而简化了电路设计。当输入功率为5W时能提供3.9W的输出功率，小功率输出时的电源效率不低于78%。它具有欠电压检测功能，可避免在上电或掉电过程中发生故障。利用软启动功能可降低启动元件的耐压值。

R₁为欠电压设定电阻，其电阻值由下式确定：

R₁=（U_UV-2.5）/I_UV （7-1）(www.xing528.com)

式中，I_UV为TOP242Y欠电压时的电流值，I_UV=50μA。选择欠电压值U_UV=195V（这恰好是开启PC主电源所需要的最低直流输入电压）时，利用式（7-1）不难算出R₁=3.85MΩ，可取标称值3.9MΩ。正常情况下，U_I必须高于195V。

在开始工作的最初10ms内，IC₁芯片中的软启动电路被激活。占空比从0%线性地增加到78%。极限电流也从70%上升到100%，这样就对内部功率MOSFET、钳位二极管和输出整流器起到了保护作用。一次侧钳位电路由瞬态电压抑制器（BZY97C-200）和超快恢复二极管（UF4005）组成，在轻载、5W输入的情况下能最大限度地提高输出功率。

该开关电源以+5V作为主输出，3.3V为辅助输出。由R₇、R₄、R₆组成两路取样电路，分别用来检测+5V、+3.3V输出。C₂、R₅和C₅为控制环路的频率补偿元件。电阻R₂用来设定环路的直流增益，R₃是TL431的偏置电阻，它直接影响环路的相位及带宽。

高频变压器采用EEL19型磁心，磁心留间隙后的等效电感A_LG=720nH/T²。一次绕组用ϕ0.16mm漆包线绕147匝，5V绕组用3股ϕ0.35mm的三层绝缘线并绕2匝，3.3V绕组用3股ϕ0.35mm的三层绝缘线并绕4匝。辅助绕组用ϕ0.16mm漆包线绕17匝。一次侧电感量L_P=2.3mH（允许有±10%的误差），最大漏感L_P0=75μH。高频变压器的谐振频率超过650kHz。

在设计电路时应注意以下事项：

（1）若待机电源距离输入滤波电容较远，则输入端必须接退耦电容C₁。

（2）安全电容C₁₁应连接到直流高压的正极与二次侧返回端之间。

（3）连接辅助绕组的源极引脚可为TOP242Y上的浪涌电流提供泄放回路。

（4）C₂、R₅和C₅应尽量接近TOP242Y的控制端。