【例1-31】 32V/2.2A(峰值功率70W)输出开关电源电路
图1-34所示的隔离反激式变换器电路为一个输出32V/2.2A(峰值功率70W)电源,该电源能够在短时间内提供126W的峰值功率(受温度影响)。电路设计使用了电压增倍器,用于在115/230V AC输入下进行双电压范围的工作(SW1、C4及C5)。电路具有高效率(在70W输出功率时效率为88%),满足CEC2008平均效率86%的要求(要求为85%),空载功耗低(在115/230V AC交流输入时小于350mW),提供开环和输出短路锁存保护,并具快速AC复位功能,符合CISPR-22/EN55022B对EMI限制的要求,EMI裕量大于10dBμV,并具有内部限流点,精确的、自动恢复且具有迟滞特性的过热关断功能,使PCB的温度在各种条件下均维持在安全范围内,自动重启动功能在电压缓慢降落时为电源提供保护。
图1-34 32V/2.2A(峰值功率70W)输出开关电源电路
在图1-34所示电路中,二极管VD5和C15执行AC电压检测,这样可以提供欠压(UV)锁存保护,防止输出电压扰动和快速AC复位。电路发生失调后,U1通过检查欠压情况来确定原因是出在AC输入较低还是发生故障情况(短路、过载或反馈环路开环)。如果不存在欠压情况,电源将锁存关断。为了对此锁存进行复位,必须切断AC输入,这样U1才能检测到欠压情况。AC电压检测不需要等待主输入电容放电(>1min),并将复位所需的时间减至5s以下。U1中的控制器通过光电耦合器(U2)接收来自次级的反馈,并根据该反馈使能或禁止内部集成的MOSFET开关(开/关控制),以维持输出电压的稳定。
C8为U1旁路(BP)引脚的去耦电容,该引脚是IC的内部调节供电点。集成的高压电流源可为U1提供初始工作电源。变压器T1(引脚4和5)、VD7、C6及R7上的偏置绕组用于在初始启动后为U1提供工作电流。为提高散热性能,两个串联的TVS齐纳二极管(VR1和VR2)用于分配钳位损耗和防止过热。变压器磁芯大小和绕组线径是根据峰值功率和连续输出功率的平均值进行选择的,根据峰值输出功率选择初级和次级绕组的匝数和初级电感值。
使用简单、低成本的参考齐纳二极管(VR3)与光电耦合器构成反馈电路,可实现输出稳压,反馈电流与流经光电耦合器内二极管(U2A)的输出电压成正比。在初级侧,光电耦合器内的光敏晶体管(U2B)驱动信号晶体管VT3,进而将电流从EN/UV引脚拉出。在每个周期开始前,PeakSwitch器件内集成的控制器都会检测EN/UV引脚电流,如果电流超过240μA,该周期的开关周期将被禁止。
晶体管VT3和R19、VD10用于提高高频增益和减少连续使能或禁止的开关周期组,在钳位电路中使用快速阻断二极管(VD6),如FR106或FR107,确保二极管的反向恢复时间不超过500ns。这些速度较慢的二极管可以有效地利用储存在C9中的钳位能量,从而提高效率和空载输入功率,电阻R3抑制了由T1漏感和C9之间的谐振引起的振荡。