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1、单片开关电源设计论文摘要：单片开关电源是国际上90年代才开始流行的新型开关电源芯片。本文阐述其快速设计方法。关键词：单片开关电源快速设计TOPSwithIITheWayofQuickDesignforSinglechipSwitchingPowerSupplyAbctract:Threeendssinglechipswitchingpowersuppiyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsincel990.Thispaperintroducesquickdesignforsingle
2、chipswitchingpowersupply.Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithII在设计开关电源时，首先面临的问题是如何选择合适的单片开关电源芯片，既能满足要求，又不因选型不当而造成资源的浪费。然而，这并非易事。原因之…是单片开关电源现已形成四大系列、近70种型号，即使采用同一种封装的不同型号，其输出功率也各不相同；原因之二是选择芯片时，不仅要知道设计的输出功率P0,还必须预先确定开关电源的效率n和芯片的功率损耗pd,而后两个特征参数只有在设计安装好开关电源时才
3、能测出来，在设计之前它们是未知的。下面重点介绍利用TOPSwitch-II系列单片开关电源的功率损耗与电源效率、输出功率关系曲线，快速选择芯片的方法，可圆满解决上述难题。在设计前，只要根据预期的输出功率和电源效率值,即可从曲线上查出最合适的单片开关电源型号及功率损耗值，这不仅简化了设计，还为选择散热器提n/%(Uimin=85V)中图法分类号：TN86文献标识码：A文章编码:02192713(2000)0948805PO/W供了依据。ITOPSwitch-II的PD与n、P0关系曲线TOPSwitch-II系列的交流输入电压分宽范围输入，固定输入两种情
4、况。二者的交流输入电压分别为Ui=85V〜265V,230V±15%o1.1宽范围输入时'PD与ri,P0的关系曲线T0P221〜T0P227系列单片开关电源在宽范围输入的条件下，当U0=+5V或者+12V时，PD与n、P0的关系曲线分别如图1、图2所示。这里假定交流输入电压最小值Uimin=85V,最高q/%(Uimin=85V)ri/%(Uimin=195V)交流输入电压Uimax=265Vo图中的横坐标代表输出功率P0,纵坐标表示电源效率n。所画出的7条实线分别对应于T0P221-T0P227的电源效率，而15条虚线均为芯片功耗的等值线。.2固定
5、输入时PD与n、P0的关系曲线T0P221〜T0P227系列在固定交流输入条件下，当U0=+5V或+12V时，PD与n、P0的关系曲线分别如图3、图4所示。这两个曲线族对于208V、220V、240V也同样适用。现假定Uimin=195V,Uimax=265Vo正确选择TOPSwitch-II芯片的方法利用上述关系曲线迅速确定TOPSwitch-II芯片型号的设计程序如下：首先确定哪一幅曲线图适用。例如，当Ui=85V〜265V,UO=+5V时，应选择图lo而当Ui二220V（即230V-230VX4.3%),U0二+12V时,就只能选图4；然后在横坐
6、标上找出欲设计的输出功率点位置;从输出功率点垂直向上移动，直到选中合适芯片所指的那条实曲线。如不适用,可继续向上查找另一条实线;再从等值线上读出芯片的功耗PDo进而还可求出芯片的结温以确定散热片的大小；最后转入电路设计阶段，包括高频变压器设计，外围元器件参数的选择等。下面将通过3个典型设计实例加以说明。例L设计输出为5V、300W的通用开关电源通用开关电源就意味着交流输入电压范围是85V〜265VO乂因U0二+5V,故必须查图1所示的曲线。首先从横坐标上找到P0=30W的输出功率点，然后垂直上移与T0P224的实线相交于一点，由纵坐标上查出该点的n=7
7、1.2%,最后从经过这点的那条等值线上查得PD=2.5WO这表明，选择T0P224就能输出30W功率，并且预期的电源效率为71.2%,芯片功耗为2.5Wo若觉得11=71.2%的效率指标偏低，还可继续往上查找T0P225的实线。同理，选择T0P225也能输出30W功率，而预期的电源效率将提高到75%,芯片功耗降至1.7Wo根据所得到的PD值，进而可完成散热片设计。这是因为在设计前对所用芯片功耗做出的估计是完全可信的。例2：设计交流固定输入230V±15%,输出为直流12V、30W开关电源。图6固定输入时K与Uimin'的关系根据已知条件，从图4中可以查
8、出，T0P223是最佳选择，此时P0=30W,n=85.2%,PD=O.8WO例3：计算TOP
