恒压恒流式开关电源示例：75000 瓦特

7.5W（7.5V、1A）恒压/恒流式开关电源的电路如图14-5所示。它采用一片TOP200Y型开关电源（IC₁），配PC817A型线性光耦合器（IC₂）。85～265V交流输入电压u经过EMI滤波器（L₂、C₆）、整流桥（BR）和输入滤波电容（C₁），得到大约为120～375V的直流高压U_I，再通过一次绕组接TOP200Y的漏极。由VD_Z1和VD₁构成的漏极钳位保护电路，能将高频变压器漏感形成的尖峰电压限定在安全范围之内。VD_Z1采用BZY97-C200型稳压管，其钳位电压U_B=200V。VD₁选用UF4005型超快恢复二极管。二次绕组电压经过VD₂、C₂整流滤波后，再通过L₁、C₃滤波，获得+7.5V输出。VD₂采用3A/70V的肖特基二极管。偏置绕组的输出电压经过VD₃、C₄整流滤波后，得到反馈电压U_FB=26V，给光敏晶体管提供偏压。C₅为旁路电容，兼作频率补偿电容并决定自动重启频率。R₂为偏置绕组的假负载，空载时能限制反馈电压U_FB不致升高。

图14-5 7.5W（7.5V、1A）恒压/恒流式开关电源的电路

该电源有两个控制环路。电压控制环是由1N5234B型6.2V稳压管（VD_Z2）和光耦合器PC817A（IC₂）构成的。其作用是当输出电流较小时令开关电源工作在恒压输出模式，此时VD_Z2上有电流通过，输出电压由VD_Z2的稳压值（U_Z2）和光耦合器中LED的正向压降（U_F）所确定。电流控制环则由晶体管VT₁和VT₂、电流检测电阻R₃、光耦合器IC₂、电阻R₄～R₇、电容C₈构成。其中，R₃专用于检测输出电流值。VT₁采用2N4401型NPN硅晶体管，国产代用型号为3DK4C；VT₂则选2N4403型PNP硅晶体管，可用国产3CK9C代换。R₆、R₅分别用来设定VT₁、VT₂的集电极电流值I_C1、I_C2。R₅还决定电流控制环的直流增益。C₈为频率补偿电容，防止环路产生自激振荡。在刚通电或自动重启动时，瞬态峰值电压可使VT₁导通，现利用R₇对其发射结电流进行限制；R₄的作用是将VT₁的导通电流经VT₂旁路掉，使之不通过R₁。C₇为安全电容，能滤除由一次侧、二次侧耦合电容产生的共模干扰。

图14-6 恒压/恒流源的输出特性(www.xing528.com)

该电源既可工作在7.5V稳压输出状态，又能在1A的受控电流下工作。当环境温度范围是0～50℃时，恒流输出的准确度约为±8%。

该电源的输出电压-输出电流（U_O-I_O）特性如图14-6所示。由图可见，它具有以下显著特点：①当u=85V（AC）或265V（AC）时，特性曲线变化很小，这表明输出特性基本不受交流输入电压变化的影响；②当I_O＜0.90A时处于恒压区，I_O≈0.98A时位于恒流区，且U_O随着I_O的略微增加而迅速降低；③当U_O≤2V时，VT₁和VT₂已无法给光耦合器继续提供足够的工作电流，此时电流控制环不起作用，但一次侧电流仍受TOP200Y的最大极限电流I_{LIMIT（max）}的限制。这时，U_R6↑，通过VT₁和VT₂使光耦合器工作电流迅速减小，强迫TOP200Y进入自动重启动状态。这表明，一旦电流控制环失控，立即从恒流模式转入自动重启状态，将I_O拉下来，对芯片起到保护作用。

下面介绍恒压/恒流式开关电源的电路设计。电压及电流控制环的单元电路如图14-7所示。

图14-7 电压及电流控制环的单元电路