用MCU控制的单片开关电源设计实例

利用微控制器可对由TOPSwitch-FX构成的喷墨打印机、激光打印机等计算机外部设备中的开关电源进行控制，电路如图14-16所示。开关电源部分主要由TOPSwitch-FX（IC₁）、光耦合器（IC₂）组成。控制电路则包括微控制器（MCU）、两片LTV817A线性光耦合器（IC₃、IC₄）、按钮开关SB。仅当按下SB时产生的信号才有效，抬起时信号不起作用。SB上不需要加防抖动电路，这是因为开关电源的软启动时间（约10ms）和MCU复位及初始化时间能起到延迟作用，可以避开按下SB时产生抖动干扰的时间，并且仅当开关被按下至少达到上述时间，才能通过MCU接通开关电源。这就要求必须将SB按到底，而不要轻轻点击一下，以确保电源启动。MCU完成复位及初始化后检测到IC₃发来的开机信号，再通过IC₄去锁定开关电源。必要时还可利用MCU的软件实现进一步延时，或者在SB两端并联一只0.01μF的防抖动电容。光耦IC₃、IC₄中的LED发射管和光敏晶体管，分别用LED₃和VT₃、LED₄和VT₄表示。现将LED₃接在控制端与SB上端之间，VT₃接在MCU的逻辑输入端。常态下LED₃上无电流通过，IC₃不工作。MCU的逻辑输出端经过隔离二极管VD₆和电阻R₄接LED₄的正极。VT₄则接在M、S端之间。因M端本身具有限流功能，故VT₄不需要另加限流电阻。C_M为多功能端的消噪电容。

图14-16 由MCU控制的TOPSwitch-FX单片开关电源(www.xing528.com)

当用户首次按下SB时，VD₄导通，M端经VD₄与S极接通，TOPSwitch-FX即工作在三端模式，多功能端（M）和开关频率选择端（F）不起作用，此时LED₃上有电流通过，VT₃就给MCU发出启动信号。若最初开关电源是处于关断状态（M端悬空）则首次按下SB时就接通电源，+5V输出电压U_CC为MCU提供工作电源电压。MCU接收到启动信号后就令VT₄导通，使开关电源保持在接通状态，能够正常输出。当用户再次按下SB时就发出关断信号，MCU接收到信号后就执行关断程序，将喷墨打印机的打印头停在安全位置上。一旦执行完关断程序，MCU就令VT₄截止，将M端悬空，开关电源进入关断模式，此时TOPS-witch-FX处于低功耗状态，当u=230V时芯片功耗仅为160mW。假如用作DVD中的开关电源时，关断程序还能把数据和设定状态一并存入E²PROM中，即使掉电后也不至于丢失。

该电路对TOPSwitch-GX系列单片开关电源也适用。