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用TOPSWITCH来搞个开关电源

最近想用TOPSWITCH来搞个开关电源,想先详细了解它的内部原理再动手。结果看了它的datasheet,里面的解释有些地方没看明白(可能也是因为我的水平太烂了吧),高手们请问有哪些好的资料分享分享。例如各种工作模式有什么优点等等,为大家详细讲解一下芯片的功能,小弟感激不尽。

或者有中文的请给发一份,谢谢了.

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amao473
LV.4
2
2014-10-10 20:20

上两篇文章看看

TOPSwitch单片开关电源的原理及应用.pdf

基于TOPSwitch_的小功率五路输出开关电源设计.pdf

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amao473
LV.4
3
2014-10-10 20:20
@amao473
上两篇文章看看TOPSwitch单片开关电源的原理及应用.pdf基于TOPSwitch_的小功率五路输出开关电源设计.pdf

哎呀,怎么上传附件啊?

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amao473
LV.4
4
2014-10-10 20:21
@amao473
哎呀,怎么上传附件啊?
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amao473
LV.4
5
2014-10-10 20:22
@amao473
基于TOPSwitch_的小功率五路输出开关电源设计.pdf

TOPSwitch单片开关电源的原理及应用.pdf

终于会发了.应该对你有帮助.

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tanb006
LV.10
6
2014-10-10 20:23
@amao473
TOPSwitch单片开关电源的原理及应用.pdf终于会发了.应该对你有帮助.

谢谢了.文件已经下载了.我看看先.

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tanb006
LV.10
7
2014-10-10 20:27
@amao473
上两篇文章看看TOPSwitch单片开关电源的原理及应用.pdf基于TOPSwitch_的小功率五路输出开关电源设计.pdf

问个问题,在<TOPSwitch单片开关电源的原理及应用>这文章里,有句话说只需要一个外接电容就能实现补偿\旁路\启动\和自动重启的功能.

启动也是这电容负责的吗?怎么启动的?

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amao473
LV.4
8
2014-10-10 20:31
@tanb006
问个问题,在这文章里,有句话说只需要一个外接电容就能实现补偿\旁路\启动\和自动重启的功能.启动也是这电容负责的吗?怎么启动的?
1、在IC启动之前,他需要提供一个启动电压的作用,相当于3842的VCC端对地的启动电容。2、在IC启动后,起到PI调整的作用。个人理解。
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dagou431
LV.1
9
2014-10-10 20:44
@tanb006
问个问题,在这文章里,有句话说只需要一个外接电容就能实现补偿\旁路\启动\和自动重启的功能.启动也是这电容负责的吗?怎么启动的?
我帮你把图贴出来吧.

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dagou431
LV.1
10
2014-10-10 20:47
@dagou431
我帮你把图贴出来吧.[图片]

这个VCC应该是内部从D引入的吧?

C3如果是做启动用,前面干吗要个R2?

那岂不是驱动电压也由光耦来控制?

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amao473
LV.4
11
2014-10-10 20:56
@dagou431
这个VCC应该是内部从D引入的吧?C3如果是做启动用,前面干吗要个R2?那岂不是驱动电压也由光耦来控制?

你理解有错,确实是从外部C3来稳压后,间接的做了启动的作用的.

原理框图里是有内部电源,而且是从D引入的.但还得外接的C3到达启动电压点,才算真正的启动了.

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dagou431
LV.1
12
2014-10-10 21:36
@amao473
[图片]你理解有错,确实是从外部C3来稳压后,间接的做了启动的作用的.原理框图里是有内部电源,而且是从D引入的.但还得外接的C3到达启动电压点,才算真正的启动了.

借楼再问个问题,这内部框图没发现是电流模式控制的,那就是电压模式控制的咯,

这样说,是不是对的?

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amao473
LV.4
13
2014-10-10 21:42
@dagou431
借楼再问个问题,这内部框图没发现是电流模式控制的,那就是电压模式控制的咯,这样说,是不是对的?
对的.是电压模式控制的.
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amao473
LV.4
14
2014-10-11 09:12

再给你一点更详细的资料.转贴来的.希望有帮助.

从原理到设计都有.

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amao473
LV.4
15
2014-10-11 09:13
@amao473
再给你一点更详细的资料.转贴来的.希望有帮助.从原理到设计都有.

TOP221Y是TOPSwicth-II系列单片开关电源,仅有三只引脚,外围元件很少,基本无须调试的TOP系列专用开关电源电路TOP221Y,图1是TOP221Y的基本应用电路,TOP221Y在密封的的环境中使用,在85—265V的交流电压下,可输出7W左右的最大功率,而在开放的条件使用输出功率可达15W,我们这里使用的超小型的电源适配器,工作环境是完全密封的,所以选用TOP221Y是合适的,但在塑壳内也必须给TOP221Y加上足够大面积的铝质散热器。图2是TOP221Y

   TOP221Y是TOPSwicth-II系列单片开关电源,仅有三只引脚,外围元件很少,基本无须调试的TOP系列专用开关电源电路TOP221Y,    

    图1是TOP221Y的基本应用电路,TOP221Y在密封的的环境中使用,在85—265V的交流电压下,可输出7W左右的最大功率,而在开放的条件使用输出功率可达15W,我们这里使用的超小型的电源适配器,工作环境是完全密封的,所以选用TOP221Y是合适的,但在塑壳内也必须给TOP221Y加上足够大面积的铝质散热器。 
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amao473
LV.4
16
2014-10-11 09:15
@amao473
TOP221Y是TOPSwicth-II系列单片开关电源,仅有三只引脚,外围元件很少,基本无须调试的TOP系列专用开关电源电路TOP221Y,图1是TOP221Y的基本应用电路,TOP221Y在密封的的环境中使用,在85—265V的交流电压下,可输出7W左右的最大功率,而在开放的条件使用输出功率可达15W,我们这里使用的超小型的电源适配器,工作环境是完全密封的,所以选用TOP221Y是合适的,但在塑壳内也必须给TOP221Y加上足够大面积的铝质散热器。图2是TOP221Y   TOP221Y是TOPSwicth-II系列单片开关电源,仅有三只引脚,外围元件很少,基本无须调试的TOP系列专用开关电源电路TOP221Y,       图1是TOP221Y的基本应用电路,TOP221Y在密封的的环境中使用,在85—265V的交流电压下,可输出7W左右的最大功率,而在开放的条件使用输出功率可达15W,我们这里使用的超小型的电源适配器,工作环境是完全密封的,所以选用TOP221Y是合适的,但在塑壳内也必须给TOP221Y加上足够大面积的铝质散热器。 

TOP221主要性能参数  :

TOP221Y是宽电压范围的单片开关电源模块,可通过外接少量外围元件组成功率在15W以下的高效率电源。 

为提高输出电压的稳压精度,电压采样电路使用了高精度可调稳压管TL431,并通过光电耦合将负反馈电压回馈至TOP221Y的控制端。    

 通过合理的印刷板设计,可使电路工作稳定可靠,电磁辐射降至最小,也可有效地抗外部电磁干扰,具有较好的电磁兼容性能。      

输出直流电路采用了LC滤波电路,有效消除次级电路中的高频干扰信号。     

交流输入电压范围:85V-265V(47-440Hz)。     直流输出:5V/0.8A,纹波小于50mV。    

该电源具有约1%的电压调整率和负载调整率,整机效率可达70%以上。     

交流输入电压范围:85V-265V(47-440Hz)。     

工作温度范围:0-75℃。

TOP221Y内部电路框图前面楼上已经贴了.请参考.

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amao473
LV.4
17
2014-10-11 09:18
@amao473
TOP221主要性能参数 :TOP221Y是宽电压范围的单片开关电源模块,可通过外接少量外围元件组成功率在15W以下的高效率电源。 为提高输出电压的稳压精度,电压采样电路使用了高精度可调稳压管TL431,并通过光电耦合将负反馈电压回馈至TOP221Y的控制端。     通过合理的印刷板设计,可使电路工作稳定可靠,电磁辐射降至最小,也可有效地抗外部电磁干扰,具有较好的电磁兼容性能。     输出直流电路采用了LC滤波电路,有效消除次级电路中的高频干扰信号。     交流输入电压范围:85V-265V(47-440Hz)。    直流输出:5V/0.8A,纹波小于50mV。  该电源具有约1%的电压调整率和负载调整率,整机效率可达70%以上。     交流输入电压范围:85V-265V(47-440Hz)。     工作温度范围:0-75℃。TOP221Y内部电路框图前面楼上已经贴了.请参考.

交流电AC(范围为120V—265V)由两个AC接点输入,经C1和L1组成的EMI滤波器抑制电磁噪声,进入整流电路。

由于TOP221Y具有频率抖动特性,可有效抑制噪声干扰,因而在小功率开关电源中,只需简单的EMI滤波器,

并采用合理的接地技术,即可符合有关电磁兼容性要求。BR1为整流电路,这里选用快恢复特性的整流桥

2KBP06M,整流后的脉动直流电经C1滤波,提供给TOP221开关调制电路。

 

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amao473
LV.4
18
2014-10-11 09:19
@amao473
交流电AC(范围为120V—265V)由两个AC接点输入,经C1和L1组成的EMI滤波器抑制电磁噪声,进入整流电路。由于TOP221Y具有频率抖动特性,可有效抑制噪声干扰,因而在小功率开关电源中,只需简单的EMI滤波器,并采用合理的接地技术,即可符合有关电磁兼容性要求。BR1为整流电路,这里选用快恢复特性的整流桥2KBP06M,整流后的脉动直流电经C1滤波,提供给TOP221开关调制电路。 [图片]

高频变压器的次极绕组有两个,一个是主绕组,它提供电源的主能量,

高频电压经快速二极管SB540整流后由滤波电容C4,C5滤波,再经L2组成低通滤波器向负载输出。

L2主要是抑制高频噪声向负载输出,以防止负载受其干扰。

输出端的电解电容C6是为了降低输出的交流纹波系数而加的,它主要是降低输出直流电压的交流纹波。    

另一个次级绕组组成反馈电压绕组,由二极管整流后加在光敏管两端,输出的反馈电压加在光耦的二极管正极上,

电阻R5和稳压管D5组成基准电压源,为光耦提供基准电压,这样光耦中的二极管的发光强度是由输出电压控制的,

经光耦耦合到TOP221Y的控制端,从而实现脉宽的可控,达到稳压目的。

电阻R**C2是控制环路的补偿元件。    

该电源的输入电压范围可达85—265VAC,输出电压为5V,可提供0.8A的电流输出。

负载调整率为±1%,电源效率约为70%,输出纹波电压小于50mV。

电路使用了最简的设计,作为一些掌上型电器的适配电源,完全可以满足要求。

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amao473
LV.4
19
2014-10-11 09:24
@amao473
高频变压器的次极绕组有两个,一个是主绕组,它提供电源的主能量,高频电压经快速二极管SB540整流后由滤波电容C4,C5滤波,再经L2组成低通滤波器向负载输出。L2主要是抑制高频噪声向负载输出,以防止负载受其干扰。输出端的电解电容C6是为了降低输出的交流纹波系数而加的,它主要是降低输出直流电压的交流纹波。    另一个次级绕组组成反馈电压绕组,由二极管整流后加在光敏管两端,输出的反馈电压加在光耦的二极管正极上,电阻R5和稳压管D5组成基准电压源,为光耦提供基准电压,这样光耦中的二极管的发光强度是由输出电压控制的,经光耦耦合到TOP221Y的控制端,从而实现脉宽的可控,达到稳压目的。电阻R**C2是控制环路的补偿元件。    该电源的输入电压范围可达85—265VAC,输出电压为5V,可提供0.8A的电流输出。负载调整率为±1%,电源效率约为70%,输出纹波电压小于50mV。电路使用了最简的设计,作为一些掌上型电器的适配电源,完全可以满足要求。

再来一篇计算的更详细的.

在设计开关电源时,首先面临的问题是如何选择合适的单片开关电源芯片,既能满足要求,

又不因选型不当而造成资源的浪费。

根据设计的输出功率和预先确定开关电源的效率和芯片的功率省耗,结合实际的需求选择了TOP221Y芯片。

1.1 性能特点

TOP221Y型为美国动力(power)公司研制的第二代产品TOPSwitchII,属于三端单片开关电源,

内部功率开关管的耐压值均高达700 V

TOPSwitch一Ⅱ系列产品具有以下显著特点:

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amao473
LV.4
20
2014-10-11 09:25
@amao473
再来一篇计算的更详细的.在设计开关电源时,首先面临的问题是如何选择合适的单片开关电源芯片,既能满足要求,又不因选型不当而造成资源的浪费。根据设计的输出功率和预先确定开关电源的效率和芯片的功率省耗,结合实际的需求选择了TOP221Y芯片。1.1性能特点TOP221Y型为美国动力(power)公司研制的第二代产品TOPSwitch—II,属于三端单片开关电源,内部功率开关管的耐压值均高达700V。TOPSwitch一Ⅱ系列产品具有以下显著特点:

(1)将脉宽调制控制系统的全部功能集成到三端芯片中。

内含脉宽调制器、功率开关场效应管、自动偏置电路、保护电路、高压启动电路和环路补偿电路,

通过高频变压器使输出端与电网完全隔离,真正实现了无工频变压器、隔离、反激式开关电源的单片集成化。

(2)它属于漏极开路输出并且利用电流来线性调节占空比的ACDC电流变换,电流控制型开关电源。

(3)TOP221Y型只有三个引出端。能以最简单方式构成无工频变压器的反激式开关电源。

为完成多种控制、偏置及保护功能,其控制端属于多功能引出端。

它具有连续和不连续两种工作模式。反馈电路有四种基本类型,能构成各种普通型和精密型开关电源。

(4)开关频率的典型值为100 kHz,允许范围是90110 kHz,占空比调节范围1.7%67%

(5)外围电路简单。外部仅需接整流滤波器、高频变压器、漏极钳位保护电路、反馈电路和输出电路。

(6)电源效率高。因芯片本身功耗很低,电源效率可达80%左右,最高可达90%

(7)若将它配以低压差线性集成稳压器,则可构成一种新型复合式开关电源,

既保留了开关电源体积小、效率高的优点,又具有线性稳压电源稳定性好、纹波电压低等优良特性。

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amao473
LV.4
21
2014-10-11 09:27
@amao473
(1)将脉宽调制控制系统的全部功能集成到三端芯片中。内含脉宽调制器、功率开关场效应管、自动偏置电路、保护电路、高压启动电路和环路补偿电路,通过高频变压器使输出端与电网完全隔离,真正实现了无工频变压器、隔离、反激式开关电源的单片集成化。(2)它属于漏极开路输出并且利用电流来线性调节占空比的AC/DC电流变换,电流控制型开关电源。(3)TOP221Y型只有三个引出端。能以最简单方式构成无工频变压器的反激式开关电源。为完成多种控制、偏置及保护功能,其控制端属于多功能引出端。它具有连续和不连续两种工作模式。反馈电路有四种基本类型,能构成各种普通型和精密型开关电源。(4)开关频率的典型值为100kHz,允许范围是90~110kHz,占空比调节范围1.7%~67%。(5)外围电路简单。外部仅需接整流滤波器、高频变压器、漏极钳位保护电路、反馈电路和输出电路。(6)电源效率高。因芯片本身功耗很低,电源效率可达80%左右,最高可达90%。(7)若将它配以低压差线性集成稳压器,则可构成一种新型复合式开关电源,既保留了开关电源体积小、效率高的优点,又具有线性稳压电源稳定性好、纹波电压低等优良特性。

TOP221Y的功能主要包括十大部分:

①控制电压源;

②带隙基准电压源;

③振荡器;

④并联调整器/误差放大器;

⑤脉宽调制器;

⑥ 门驱动级和输出级;

⑦过流保护电路;

⑧过热保护及上电复位电路;

⑨关断/自动重启动电路;

⑩高压电流源。

TOP221Y的基本工作原理是利用反馈电流Ic来调节占空比D,达到稳压目的。
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amao473
LV.4
22
2014-10-11 09:29
@amao473
TOP221Y的功能主要包括十大部分:①控制电压源;②带隙基准电压源;③振荡器;④并联调整器/误差放大器;⑤脉宽调制器;⑥门驱动级和输出级;⑦过流保护电路;⑧过热保护及上电复位电路;⑨关断/自动重启动电路;⑩高压电流源。TOP221Y的基本工作原理是利用反馈电流Ic来调节占空比D,达到稳压目的。

电路就不贴了.楼上都有.再贴重复.

下面有变压器的详细设计过程.

这是关于电源能否正常工作的另一个重点.除了TOP221之外就变压器最重要了.

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amao473
LV.4
23
2014-10-11 09:33
@amao473
电路就不贴了.楼上都有.再贴重复.下面有变压器的详细设计过程.这是关于电源能否正常工作的另一个重点.除了TOP221之外就变压器最重要了.

脉冲变压器是该电源设计的关键,反激式变压器工作在磁滞回线的第一象限,

磁芯同时加有交流和直流,为了不使磁芯饱和一定要加气隙。下面给出有关参数的设计和计算方法

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amao473
LV.4
24
2014-10-11 09:34
@amao473
脉冲变压器是该电源设计的关键,反激式变压器工作在磁滞回线的第一象限,磁芯同时加有交流和直流,为了不使磁芯饱和一定要加气隙。下面给出有关参数的设计和计算方法[图片]

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amao473
LV.4
25
2014-10-11 09:36
@amao473
[图片]

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amao473
LV.4
26
2014-10-11 09:37
@amao473
[图片]

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amao473
LV.4
27
2014-10-11 09:37
@amao473
[图片]

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amao473
LV.4
28
2014-10-11 09:52
@amao473
[图片]

我自己的手机充电器是按这文章做的.输出5.1V2A 带散热片的.

磁芯是EE19.体积虽然大了点.不过温度很好.除了次级整流二极管有点热.其他都很稳定.

已经跟了我6-7年了.

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amao473
LV.4
29
2014-10-11 09:55
@amao473
我自己的手机充电器是按这文章做的.输出5.1V2A带散热片的.磁芯是EE19.体积虽然大了点.不过温度很好.除了次级整流二极管有点热.其他都很稳定.已经跟了我6-7年了.

不过顺便说一下,如果有哪位能给这IC装个电流反馈就更完美了.

我总担心这货哪天发疯,烧了我手机.

有木有高手给指导下?

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2014-10-11 11:00
@dagou431
我帮你把图贴出来吧.[图片]

我分析不明白TOP223Y的启动过程

我把它当作MOS使用 但是 刚开始他的栅极是没电压得啊 他是怎么导通的 还有如果他不导通 次级不可能有电压吧?

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amao473
LV.4
31
2014-10-11 11:01
@你不是我的菜
我分析不明白TOP223Y的启动过程我把它当作MOS使用但是刚开始他的栅极是没电压得啊 他是怎么导通的还有如果他不导通次级不可能有电压吧?
你说的栅极指的是哪个引脚?是Control引脚吗?启动很简单,就是上电时,电压通过变压器原边绕组到TOP223的D级,然后通过芯片内部的启动电路启动.
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