超寬范圍輸入的開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)

0 引言
開(kāi)關(guān)電源基于自身的體積小巧和轉(zhuǎn)換效率高的特點(diǎn)已在電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是美國(guó)PI公司開(kāi)發(fā)的TOPSwitch系列高頻開(kāi)關(guān)電源集成芯片的出現(xiàn)，使電路設(shè)計(jì)更為標(biāo)準(zhǔn)成熟、簡(jiǎn)潔便捷。但該TOPSwitch系列的集成芯片其典型輸入電壓設(shè)計(jì)為不高于275V的情況下工作，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，電網(wǎng)的電壓往往受用電負(fù)載的變化而變動(dòng)，特別是負(fù)載較大時(shí)情況尤其嚴(yán)重，另外現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的干擾尖峰也會(huì)疊加在輸入電壓上一起進(jìn)入電源電路，致使在惡劣環(huán)境下正常供電的電源芯片或其它的元件極其容易損壞。超寬范圍輸入的電源可在輸入80～400V的范圍內(nèi)正常工作，同時(shí)也為現(xiàn)場(chǎng)任意采用220V相電壓或380V線電壓，還是一次高壓互感器出來(lái)的100V電壓，均可直接使用提供了方便。

3基于TOP242N的多路實(shí)用開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)
本文利用了TOP242N設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)用的三路輸出的開(kāi)關(guān)電源，其輸出分別為5 V／0．6A、5V／0．1 A、15V／0．15A，電路原理圖如圖1所示。要求輸入電壓范圍為交流80～400V，輸出總功率約為6W左右。

1)前端電路設(shè)計(jì)
當(dāng)輸入電壓要求為AC400V時(shí)，考慮輸入時(shí)電源的波動(dòng)變化為±15％，則最高輸入電壓將達(dá)到460V左右，此輸入電壓經(jīng)整流濾波后，其電壓可達(dá)650V左右，再考慮加上輸出反饋的電壓Uor和漏感形成的尖峰電壓疊加后其最高電壓將超過(guò)800V，而該芯片的最高電壓為700V，為了保證TOP242能正常安全工作，在設(shè)計(jì)前端電路時(shí)增加了一個(gè)MOS管，讓MOS管與TOP242串接，并實(shí)現(xiàn)與TOP管同步開(kāi)關(guān)來(lái)提高整體耐壓。本設(shè)計(jì)采用的MOS管是IR公司的IRFBC20，其耐壓為600V，導(dǎo)通關(guān)斷時(shí)間為幾十個(gè)ns，這可以大大減少開(kāi)關(guān)損耗。MOS管的通斷由TOP242N控制，這樣可以使MOS管和TOP242N內(nèi)部的開(kāi)關(guān)管時(shí)序保持一致，見(jiàn)圖1。
2)外圍控制電路設(shè)計(jì)
該電路將TOP242N的極限電流設(shè)置為內(nèi)部最大值，將TOP242N設(shè)為全頻工作方式，開(kāi)關(guān)頻率為1 32kHz，把多功能腳M與S短接。