基于TOPSwitch的开关电源设计

在开关电源电路中，基本类型有5种：单端反激式、单端正激式、推挽式、半桥式和全桥式。对于100W以下的开关电源，多采用单端反激式变换器，反激式功率变换电路中的变压器，除了起隔离作用之外，还具有储能的功能。反激式功率变换电路结果比较简单，输出电压不受输入电压的限制，亦可提供多路电压输出。TOPSwitch Ⅱ系列应用于单端反激式变换器，典型用法如图4所示[2]。

在图4中，（a）将偏置线圈通过限流电阻直接作为

TOPSwitch Ⅱ控制极的输入；（b）在（a）的基础上增加了稳压管，是（a）的增强型；（c）中输出电压通过光耦作用于TOPSwitch Ⅱ控制极，在输出电压反馈精度上有所提高；（d）在（c）基础上增加了精密基准TL431，使得输出稳压精度和负载调整率都能获得较高的精度。4种变换电路的效果如表1所示。

4 应用实例

图5为输入电压为85－265V，输出为15V的反激式开关电源实际电路。其采用图4中（d）的反馈电路形式。

交流电压经整流桥V2整流和C2滤波后，产生的高压直流电压加至变压器一端，变压器另一端与TOP224的漏极相连。R9，C8和V3为缓冲吸收电路，用以吸收TOP224在关断过程中由于变压器漏感引起的电压尖峰过冲。

偏置线圈经V7和C2整流滤波后产生TOP224所需的偏置电压；C6能够滤除TOP224内部MOSFET栅极充电电流的峰值，确定重新启动的频率，并与R1，R2一起补偿控制回路。 TLP431并联稳压器内部包含2.5V带隙基准电压、运算放大器和驱动器，作次级基准误差放大器用。调节RP1可对输出电压实现微调。当输出电压受某种原因发生波动时，通过TL431等器件组成的反馈电路，改变流过光耦PC817的发光二极管的电流，从而改变流入TOP224控制极的电流，调整TOP224内部MOSFET的输出占空比，使输出电压重新稳压。 5 结语

采用TOPSwitch Ⅱ器件的开关电源与采用分立的

MOSFET功率开关及PWM集成控制器的开关电源相比，具有以下特点： （1）成本低廉

TOPSwitch Ⅱ采用CMOS工艺制作，并在芯片中集成了尽可能多的功能，故与传统的功率开关电路相比，偏置电流显著降低；开关电源所需的功能集成于芯片中后，外部的电流传感电阻和初始启动偏压电流的电路均可除去，可大量减少元器件，使产品的成本和体积均大大减少； （2）电源设计简化

TOPSwitch Ⅱ器件集成了PWM控制器和高压MOSFET，只需外接一个电容就能实现补偿、旁路、启动和自动重启功能；

（3）功能完善的保护

TOPSwitch Ⅱ具有自动重启和逐周电流限制功能，可对功率变压器初级和次级电路的故障进行保护；其还具有过热保护和过流保护功能，可在电路过载时有效地保护电源。