下图为单片机集成式开关电源原理图:
从图片我们可以看出,这个是由三端TOPSwitch系列构成的单片机集成式开关电源基本线路,上图属于反激式转换电路。
图中,BR为整流桥,Cin为输入端滤波电容。输入交流电压通过整流滤波后,得到一个直流高压Ui,经过变压器的初级绕组Np加到芯片的漏极。
由于在芯片关断时刻变压器漏感会产生尖峰电压,叠加在直流高压Ui和感应电压Uor上,可使功率开关管的漏极电压超过700V,损坏芯片,所以我们在变压器的初级绕组上添加了漏极钳位保护线路。钳位保护电路由瞬态电压抑制器或者稳压管VDZ1、阻塞二极管VD1组成,VD1应采用超快速恢复二极管SRD。
图中VD2是二次绕组整流管,Cout是输出端滤波电容。
开关变压器起能量存储、隔离输出和电压转换作用,其一次绕组Np的极性恰好与二次绕组Ns、反馈绕组Nf极性相反。因此当芯片导通时,电能就以磁场能量的形式存储在Np中,此时VD2截止。
当芯片关断时,VD2导通,Ns能量传输给负载,这就是反激式开关电源的特点。
上图电源采用配稳压管的光耦反馈电路;二次绕组Nf经过VD3、CF整流滤波后,反馈电源经过光耦中的光敏三极管向芯片控制端提供偏置电压。CT是控制端旁路电容。设稳压管VDZ2的稳压电压为UZ2,忽略限流电阻R1压降,光耦中LED发光二极管的正向压降Uf为1V,则输出电压Uo=UZ2+1。
当由于某种原因使交流电压升高或者负载电流减小时,输出电压Uo升高,因Uz2基本不变,故R1电流增大,通过光耦反馈使芯片的控制端电压升高。
由于TOPSwitch的控制端电压越高输出脉冲占空比越小,因此D减小,输出电压Uo降低,维持系统的平衡。