20W到80W峰值功率：喷墨打印机电源实例分享

喷墨打印机要求开关电源在非常短的时间内能提供较大的峰值功率，以便驱动打印机。由TOP258M单片开关电源集成电路构成的20W（峰值功率80W）喷墨打印机电源电路如图7-20所示。交流输入电压范围为90～264V，输出电压为+32V，连续输出电流和功率分别为625mA、20W，峰值输出电流和功率分别可达2.5A、80W。空载时输入功率小于300mW，满载时电源效率可达82%。完全可满足喷墨打印机在不同工作状态下对开关电源的要求。

图7-19 由TEA1532构成的60W（峰值功率90W）激光打印机电源适配器电路

图7-20 由TOP258M构成的20W（峰值功率80W）喷墨打印机电源电路

交流输入端的EMI滤波器由电容C₁、R₁、R₂、L₁和C₂构成，R₁和R₂为泄放电阻，断电后可将C₁上的电荷泄放掉。整流桥采用玻璃钝化的4只1N4007型整流管，其反向恢复时间比普通塑封整流管短，亦可选用FR106型快恢复二极管。R_T采用负温度系数的热敏电阻（NTCR），在刚上电时可限制C₁的充电电流不致过大。一次侧钳位电路由稳压管VD_Z1（BZY97C150）、快恢复二极管VD₆（FR107）、R₇、R₈和C₃组成。

高频变压器采用EF25型磁心。一次绕组用双股ϕ0.23mm漆包线绕48×2匝。二次绕组用双股ϕ0.33mm的漆包线绕24匝。偏置绕组用4股ϕ0.29mm的漆包线绕9匝。屏蔽绕组用4股ϕ0.25mm的漆包线绕10匝。一次绕组的电感量L_P=648μH（允许有±20%的误差），最大漏感量L_P0=16μH。高频变压器的谐振频率超过1MHz。

二次绕组的输出电压经过肖特基对管VD₇（STPS3150，3A/150V）整流，再经过C₄、L₂、C₅、L₃和C₆两级滤波后获得+32V稳压输出。L₂采用铁氧体磁珠，用于抑制开关噪声。L₃为共模电感，可抑制共模干扰。C₁₄为安全电容。将R₂₁和C₁₅并联在VD₇的两端，能抑制阻尼振荡。

喷墨打印机对开关电源的稳压特性要求并不高，只要输出电压的波动不超过±7%，即可满足要求。因此可使用低成本的稳压管VD_Z3（1N5255B）来设置输出电压值，以代替可调式精密并联稳压器TL431。光耦合器采用PC817D。1N5255B的稳定电压U_Z=28（1±2%）V，光耦合器中LED的正向压降U_F≈1V。设电阻R₁₀上的压降为U_R10，输出电压由下式确定：(https://www.xing528.com)

U_O=U_Z+U_F+U_R10 （7-2）

该电源最具特点之处是具有极限电流可编程、输入直流电压检测和输出过电压保护功能。

利用R₁₉（7.5kΩ）从外部设置极限电流I′_LIMIT。由R₅和R₆提供电压前馈信号，使极限电流随直流输入电压U_I的升高而降低。

R₅和R₆还被用来设定输入欠电压阈值（U_UV）和输入过电压阈值（U_OV），同时对电压前馈减少补偿，以降低输出端的纹波电压。在输入浪涌电压期间，过电压保护电路可抑制TOP258M的转换，使TOP258M能承受700V高压的冲击。当R₅+R₆=4MΩ时，所设定的U_UV=100V，U_OV=375V。

快速交流复位电路由VD₅、C₁₁、VT₁和VT₂等构成。交流输入电压经过VD₅、C₁₁整流滤波后得到直流高压，再经过R₁₃、R₁₄和R₁₇到VT₁的基极上。当交流供电时，VT₁导通而VT₂截止，使TOP258M能正常工作。一旦交流电源断电，VT₁就截止而VT₂导通，迅速将V端拉成低电平，完成复位锁存功能。再次接通交流电时，电源又恢复正常工作。

VT₃还可提供一个低于设定值的欠电压阈值U′_UV。当交流输入电压较低时，VT₃关断，使X端悬空，从而禁止TOP258M输出。

利用偏置绕组两端的电容器C₇、电阻R₁₁和稳压管VD_Z2（1N5250B）构成输出过电压保护电路。过载情况下，C₇上的电压升高，一旦超过20V，VD_Z2就被反向击穿，立即触发电压监测端（V），迅速将输出关断，起到保护作用。为防止误触发，通过R₁₁、R₁₂和C₁₀可将触发电压延迟一定时间。