新年将至,感谢PI的好活动。今天我给大家介绍的是,利用TOPSwitch-GX TOP248-TOP250器件设计一个单端正激的AC-DC变换器电源。讨论设计为230 VAC单电压输入或115 VAC倍压整流输入,但不涉及宽电压输入范围(85 V至265 V)的设计。
上图所示为使用TOPSwitch-GX的典型单端正激变换器。详细的讨论将集中在变压器的初级侧,因为次级电路为常规电路,可以在其它的文献中找到相应的介绍。电阻RA和RB用于设定欠压锁定阈值。电阻网络RA、RB、RC、RD与电容CVS一起用于输入电压改变时调整最大占空比。此设计方法给出了这些电阻和电容取值的设计过程。使用TOPSwitch-GX时另一个关键因素为初级箝位电路(图10当中的CCP、D1、VR1、VR2和VR3)。它对变压器的磁通进行复位并限制最大的漏极电压。本设计方法中假定采用稳压管-电容的箝位电路。此应用指南中也包含有这种特殊的箝位电路所使用的元件选择指南。
关于箝位电路的问题请参考后续单独的应用指南。设计者也可以选用自己所中意的箝位电路,但不建议使用谐振箝位(例如,LCD箝位–电感/电容/二极管)以及复位绕组。TOPSwitch-GX内部电流检测的特性不允许将谐振箝位很高的复位电流从检测的漏极电流中分离出来。本设计方法采用普通的光耦隔离的反馈电路,这种电路在电压控制方式的系统中很常见,具有两个极点的响应特性。对于大多数的应用,一般要求频率补偿要具有两个零点及两个极点以得到足够的相位裕量。而反馈电路的设计已经超出了本应用指南所讨论的范围,本文仅对一般的电路拓扑进行讨论。
输出电路的一些显著特点在图2中进行了说明。变压器中的多个次级绕组可以以多种不同的方法进行组合,以得到几种稳定的或者非稳定的输出电压。所有的应用都仅有一个主输出。该输出电压通过光耦隔离的反馈电路由TOPSwitch-GX直接控制实现稳压。一般地,任意数量的辅助输出都可以由其它次级绕组得到,使用耦合电感的方法实现间接的稳压,这些辅助输出与主输出共用一个电感。辅助输出的次级绕组可以两种方法来配置。传统的配置方法是将辅助输出绕组的一端与主输出的返回端相连接。当辅助输出的极性与主输出的极性相反时使用这种连接方式。另一种配置方法有时称为DC叠加连接方式,即辅助绕组的一端以主输出的输出端为参考,而不是以主输出的返回端为参考。与非叠加的组合方式相比,其好处是辅助输出的稳压精度更高。但要求辅助输出的电压幅值要比主输出的电压高,且极性要相同。
只要与任何其它输出不共用一个电感,就可以得到任意数量的非稳定的输出电压。其输出仅通过变压器内独立的次级绕组与主输出有关。这些输出的电感是独立的。通常这些输出以电源的返回端为参考。但作为选择,只要变压器的隔离允许,它们也可以其它电位作为参考。使用线性或者开关工作的二次稳压电路可以得到多组稳压精度高的输出电压。这些外加的稳压器可以加在任意输出,包括主输出。它们只不过是作为那些在输出上额外增加的负载而已。磁放大器是一种特别有用的二次开关稳压电路。它使用磁性元件饱和的特性作为一个可以实现自主控制的开关器件。尽管磁放大器在理论上可以在任意输出端使用,但本文仅限于将其与主输出连接。