工作原理
圖1所示為利用TOPSwitch-HX TOP257EN (U1)設(shè)計的反激式LCD顯示器電源的電路圖。該電源可以在寬輸入范圍(90至264 VAC)內(nèi)工作,為負載提供13 V, 35 W的電源。Y電容C1、C2和C7與電感L1一起提供共模濾波。差模濾波由X電容C3和大容量電容C4來提供。經(jīng)濾波的交流電流入橋式整流電路。熱敏電阻RT1在交流上電時可以限制浪涌電流。
當流入V引腳的電流超過25 μA時,IC U1導通。電阻R3將此輸入電壓閾值設(shè)定為100 V DC。
IC U1通過調(diào)節(jié)用于驅(qū)動集成開關(guān)MOSFET的PWM控制器的占空比來調(diào)整輸出。U1內(nèi)的控制器采用多模式控制電路,可以在不同的開關(guān)模式下進行平滑切換,因而在任何負載條件下均可達到最高效率。
D5、C6、R1和R2組成箝位電路,用于限制關(guān)斷時引起的U1漏極電壓。快速恢復二極管D5可以重新利用部分箝位能量;R1用于限制反向二極管電流和抑制高頻振蕩。
偏置繞組的輸出由D6進行整流并由C10進行濾波。齊納二極管VR2和電阻R5形成了鎖存輸出過壓保護(OVP)電路。輸出端電壓的增加會導致C10上的電壓增加。在過壓條件下,齊納二極管VR2擊穿,電流流入IC U1的V引腳,從而觸發(fā)鎖存關(guān)斷。關(guān)斷可以是鎖存,也可以是自動恢復,具體取決于R5的值。二極管D7和D8對次級側(cè)輸出進行整流。低ESR電容(C13, C14)對來自D7和D8的輸出進行濾波。由L3和C15構(gòu)成的二階濾波器,可以對C13和C14之間存在開關(guān)噪聲的輸出進行額外濾波。
電阻R13和R14充當電位分壓器,用于檢測輸出電壓。U3通過電阻R11來驅(qū)動光耦器U2,并向U1的C引腳提供反饋信息。
設(shè)計要點
快速恢復二極管D1和D3可以降低輻射EMI(通過消除常規(guī)二極管高頻關(guān)斷急變固有的電壓尖峰和不傳導AC輸入電壓引起的噪聲來實現(xiàn)的)。這兩個快速恢復二極管的放置方式,可以確保其中一個會在每半個周期導通。
放置在變壓器(T1)絕緣帶上的Y電容C7可以降低傳導EMI。對開關(guān)頻率進行調(diào)制(抖動)可以降低EMI。
圖 2. 空載輸入功率隨輸入電壓的變化
可以將OVP配置為鎖存(如本設(shè)計)或自動恢復(非鎖存)。如果采用非鎖存恢復,需要將R5的值提高到5.1 kΩ。
電阻R4和C5形成了一個跨二極管D6的緩沖電路。它們與磁珠L2配合工作,可降低高頻傳導及輻射EMI。
圖 3. EN55022 B標準的傳導EMI結(jié)果。輸入:230 VAC,最大穩(wěn)態(tài)負載