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TEA1520系列单片开关电源设计 第2页

更新时间:2010-2-16:  来源:毕业论文
TEA1520系列单片开关电源设计 第2页
⑵ 按开关电源的激励方式分类
⒈ 自激式:自激式电路是利用开关管、脉冲变压器等构成正反馈环路形成自激振荡,使开关稳压电源产生电压输出。
⒉ 他激式:这是一种需附加一个振荡器来产生开关脉冲以触发开关管工作的激励方式。开关脉冲作用于开关管使电源电路产生电压输出,待电视机正常工作后,再由行频脉冲作为开关脉冲以文持开关管的工作,此时,附加振荡器就不起作用了。
⑶ 按开关电源稳压控制方式分类
1.脉冲宽度控制方式(PWM):用改变开关管导通时间Ton的方法,来调节输出的电压,使Uo稳定。
2.脉冲频率控制方式(PFM):保持开关管导通时间Ton(或截止时间Toff)不变,通过控制开关脉冲频率(周期),相应的调节脉冲占空比,使输出电压达到稳定。
⑷ 按开关电源输出电压与输入电压的大小关系分类
1.升压式;
2.降压式。
三.单片开关电源的应用领域
    单片开关电源一经问世便显示出强大的生命力。目前以成为国际上开发290W以下中、小功率开关电源、精密开关电源、特种开关电源以及电源模块的优选集成电路。由它构成的开关电源,在成本上与同等功率的线性稳压电源相当,而电源效率显著提高,体积和重量大约可减小1/3~1/2,展示了良好的应用前景。
单片开关电源的主要应用领域如下:
1. 通用开关电源
① 各种通用开关电源;
② 开关电源模块;
③ 精密开关电源模块;
④ 智能化开关电源模块。

2. 专用开关电源
① 微机、USB接口电源、彩电、录象机(VCR)、摄录象机(CVCR)、个人数字助理(PDA)、LCD监视器、DVD刻录驱动等高档家用电器中的待机电源;
② 电子仪器仪表中的电源;
③ 调制解调器电源;
④ IC卡付费电度表中的小型化开关电源模块;
⑤ 机顶盒(Set-top Box)电源;
⑥ 手机、MP3、DVD播放器的电池充电器;
⑦ AC/DC电源适配器、辅助电源等。
3.特种开关电源
① 复合型开关电源;
② 恒压/恒流型开关电源;
③ 截流输出型开关电源;
④ 恒功率输出型开关电源;
⑤ 功率因数校正器(PFC);
⑥ 其他类型的特种开关电源。
第二章 TEA1520系列单片开关电源设计 第2页要点
     下面介绍TEA1520系列单片开关电源的设计要点。需要指出,设计TEA1520系列时所用的公式与TOPSwitch-Ⅱ系列有所不同,原因之一是这两种芯片的特性存在差异,原因之二是在设计方法上二者有一定区别。下面以3W精密开关电源为例,介绍TEA1520系列的设计要点。
一.交流输入电压的最小值及最大值
交流输入电压的最小值(Umin)和最大值(Umax), 可根据表一进行选择。
表一   交流输入电压的最小值和最大值    (单位:V)
交流输入电压u umin umax
固定输入;110 80 135
固定输入;230 195 276
宽范围输入:80~275 80 276
二.输出整流滤波电路
在不考虑整流管压降损耗的情况下,桥式整流器输出脉动电压的平均值为U,有关系式:U=0.9u 。加上滤波电容CIN 之后,不仅能起到平滑的作用,减小脉动系数,还可提高U值。
当CIN选好之后,可认为U≈1.2u 。CIN的容量可根据表二来确定。CIN的容量适当取大些,不仅能改善滤波效果,还有助于提高电源效率。
表二 确定CIN的容量
交流输入电压u/V 比例系数/(uF/W) CIN的容量/uF
固定输入;110 3 3Po
固定输入;230 1 1Po
宽范围输入:80~275 3 3Po
三.漏极保护电路及效率损耗
漏极保护电路的类型及效率损耗情况见表三 。由表可见,利用瞬态电压抑制器(TVS)和超快恢复二极管(SRD)构成的钳位电路效果最好,其效率损耗为10%。单纯由阻容元件构成的RC吸收回路效果较差,其效率损耗达20%。其他外围电路的效率损耗约占5%。
表三  漏极保护电路的类型及效率损耗
保护电路的类型 所适用的输出功率范围Po/W 所引起的效率损耗(%)
TVS、SRD型钳位电路 全部功率范围 10
R、C和SRD型钳位电路 全部功率范围 15
R、C型吸收回路 <3 20
四.开关频率
      通过选择振荡电阻与振荡电容值,即可设定开关频率,允许范围是20kHz~200kHz。取R2=7.5kΩ、C5=330pF时,开关频率f≈115kHz,可近似视为100kHz。振荡电容容量的允许范围是220~1000pF,不得小于220pF,否则电路可能不起振。如取C5=100pF时,欲设计f=200kHz,开关电源就无法正常工作。
五.  高频变压器的设计
1)一次绕组的电感量LP
 计算LP的公式为;
             LP=2Po/(ηI2pf)  (1)
式中:IP为一次绕组的峰值电流。
      2)磁芯的选择
      所选用的磁芯应能满足存储最大能量并留有一定气隙宽度的要求。但二者之间也存在着矛盾,尽管增大气隙宽度可以存储更多的能量,但泄漏电感也会随之增大,因此应做综合考虑。高频变压器所存储的最大能量(EM)由下式确定:
                EM=10-6IP2LP      (2)
式中:IP、LP的单位分别取mA、mH,EM的单位是mJ。
     计算每边留出气隙宽度的公式为 ;
                δ=0.2пLP IP2/SJBM2  (3)

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