集成稳压开关电源电路图及系统设计 第4页
耦的重要参数，通常用直流传输比来表示。当输出电压保持恒定时，它等于直流输出电流Ic与直流输入电流If的百分比。有公式
CRT=Ic/If*100% 2-12
采用一只光敏晶体管的光耦合器，CRT的范围大多为20%-300%（例如4N35），而PC817则为80%-160%。达林顿光耦（如4N30）可达100%-5000%。这表明欲获得同样的输出电流，后者只需要较小的输入电流。因此CTR参数与晶体管的hFE有某种相似之处。普通光耦的CTR-If特性曲线为非线性，在If较小的非线性失真尤为严重，因此它不适合传输模拟信号。线性光耦合器CTR-If特性曲线具有良好的线性度，特别是在传输小信号是，其交流电流传输比接近于直流传输比，因此它适合传输模拟电压或电流信号，能使输出与输入之间呈线性关系。这是其重要特征。
2.3电磁干扰滤波器
电磁干扰滤波器亦称EMI滤波器，它能有效的抑制电网噪声，提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性，可广泛用于电子测量仪器、计算机机房设备、开关电源测控系统等领域。电网噪声是电磁干扰的一种，它属于射频干扰(RFI)，其传导噪声的频谱大致为10KHz-30MHz，最高可达150MHz。根据传播方向的不同，电网噪声可分为两大类：一类是从电源进线引入的外界干扰，另一类是由电子设备产生并经电源线传导出去的噪声。这表明它属于双向干扰信号，电子设备既是噪声赶的对象，又是一个噪声源。若从形成特点来看，噪声干扰分串模干扰和共模干扰。串模干扰是两条电源之间（或线对线）的噪声。共模干扰则是两条电源线对大地（或线对地）的噪声。因此，电磁干扰滤波器应符合电磁兼容性(EMC)的要求，也必须上双向射频滤波器，一方面要滤除从交流电源线上引入的外部电磁干扰，另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声干扰，所以一台具有良好电磁兼容性的电子设备是完全可以避免串、共模干扰的。此外，电磁干扰滤波器应对串模、共模干扰都起到抑制作用。
为减小体积和降低成本，单片开关电源一般采用简易式单级EMI滤波器，主要包括共模扼流圈L和滤波电容。典型电路如图2-15所示。以图2-15c为例，L.C1和C2用来滤除共模干扰，C3和C4滤除串模干扰。当出现共模干扰时，由于L中两个线圈的磁通方向相同经过耦合后总电感量迅速增大，因此对共模信号呈现很大的感抗，使之不易通过，故称作共模扼流圈。它的两个线圈分别绕在低损耗、高磁导率的铁氧体磁环上。R为泻放电阻，可将C3上的电荷释放掉，避免影响滤波性能；断电后还能是进线端L.N不带电，保证使用的安全。EMI滤波器能有效的抑制单片开关电源的电磁干扰。图2-16中曲线a为不加EMI滤波器时开关电源上0.15-30MHz传导噪声的波形（即电磁干扰峰值包络线），曲线c是插入如图2-15d所示EMI滤波器后的波形，它能将电磁干扰衰减50-70dBuV。显然， 这种EMI滤波器的效果更佳.
图2-15 单片开关电源常用的4种EMI滤波器
插入损耗(AdB)是EMI滤波器的重要参数。它是评价电磁干扰滤波器性能优劣的主要指标，设电磁干扰滤波器插入前后传输到负载上的噪声电压分别为U1.U2有
AdB=201g*(U1/U2) 2-13
插入损耗用dB来表示，分贝值愈大，说明抑制噪声的能力越强。测量插入损耗e 是噪声信号发生器，Zi是信号源的内部阻抗，ZL是负载阻抗，一般取50欧。噪声频率可选10KHZ-30MHz。首先要在不同频率下分别测出插入EMI滤波器前后，负载两端的噪声压降U1.U2，再代入上式(2-13)中计算出每个频率点的AdB值，最后绘出插入损耗的曲线。需要指出，上述测试方法比较烦琐，每次都要拆装EMI滤波器。为此可采用电子开关对其进行快速切换。
第三章 TOPSwitch-GX系列第四代单片开关电源的应用
1、高效率70W通用开关电源模块
TOPSwitchGX适合制作低成本,高效率,小尺寸,全密封式开关电源模块或电源适配器(adapter)由TOP249Y构成的密封式70W（19V，3.6A）通用开关电源模块，电路如图1所示。当环境温度不超过40℃时，模块的外形尺寸可减小到10.5mm×5.5mm×2.5mm。设计的交流输入电压范围是85V～265V，这属于全世界通用的电压范围。该电源能同时实现输入欠压保护、过压保护、从外部设定极限电流、降低最大占空比等功能，其主要技术指标为：
额定输出功率PO=70W；
负载调整率SI=±4％；
电源效率η≥84％（当交流输入电压U=85V时，满载效率可达85％；当U=230V时，电源效率高达90％）；
空载功率损耗<0.52W（U=230V时）；
图1高效率70W通用开关电源模块电路
输出纹波电压≤120mV（峰峰值）。该电源共使用3片集成电路：TOP249Y型6端单片开关电源（IC1）；线性光耦合器PC817A（IC2）；可调式精密并联稳压器TL431（IC3）。电阻R9和R10用来从外部设定功率开关管的漏极极限电流，使之略高于满载或输入欠压时的漏极峰值电流ID(PK)。这就允许在电源起动过程中或输出负载不稳定但未出现饱和的情况下，采用较小尺寸的高频变压器。当输入直流电压过压时。R9和R10还能自动降低最大占空比Dmax，对最大负载功率加以限制。R11为欠压或过压检测电阻，并能给线路提供电压前馈，以减少开关频率的波动。取R11=2MΩ时，仅当直流输入UI电压达到100V时，电源才能起动。TOPSwitchGX的欠压电流IUV=50μA，过压电流IOV=225μA。有公式
UUV=IUV•R11（1） UOV=IOV•R11(2）
将R11=2MΩ分别代入式（1）和式（2）中得到，UUV=100V（DC），UOV=450V（DC）。过压时最大占空比Dmax随流入X端的电流IX的增大而减小，当IX从90μA增加到190μA时，最大占空比Dmax就从78％（对应于UUV=100V）线性地降低到47％（对应于375V）。在掉电后，欠压检测能在C1放电时减少输出干扰，只要出现输出调节失效或者输入电压低于40V的情况，都会使TOPSwitchGX关闭。当开关电源受到450V以上的冲击电压时，R11同样可使TOP249关断，避免元器件受到损坏。
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