TEA1520系列單片開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用電路及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、tea1520系列單片開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用電路及設(shè)計(jì)要點(diǎn)摘要：首先介紹了 tea1520系列在簡(jiǎn)易型開(kāi)關(guān)電源、精密開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用電路，然后介紹了其設(shè)計(jì) 要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：簡(jiǎn)易型開(kāi)關(guān)電源；精密開(kāi)關(guān)電源；設(shè)計(jì)；退磁1簡(jiǎn)易型開(kāi)關(guān)電源由tea1520系列構(gòu)成的簡(jiǎn)易塑開(kāi)關(guān)電源電路如圖1所示。圖1由tea1520系列構(gòu)成簡(jiǎn)易型開(kāi)關(guān)電源的電路為防止剛上電時(shí)輸入濾波電容的充電電流過(guò)人，在交流電源輸入端串聯(lián)了一只負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電 阻/?i （ntc）。br為密流橋。由g、0和g構(gòu)成門(mén)型濾波器。交流電源電壓經(jīng)過(guò)整流濾波后獲得直流 高壓“，給高頻變壓器一次側(cè)供電。由vdz和vdi構(gòu)成的鉗位保護(hù)電路，可將漏感產(chǎn)生的尖峰電壓

2、衰減到 安全范圍內(nèi)，避免損壞芯片。二次繞組電壓通過(guò)vd3、g整流濾波后，獲得輸出屯壓仏。反饋繞組電壓 f分成兩路：第一路經(jīng)過(guò)vd2、/?2、g整流濾波后，給tea1520提供電源電壓&c，再經(jīng)過(guò)念、&分壓后 得到反饋電壓0eg，加至tea1520的腳4；另一路則通過(guò)退磁電卩11 /?aux接腳5。&和q分別為振蕩電阻、 振蕩電容。&是過(guò)流檢測(cè)電阻，利用過(guò)流保護(hù)電路可限制漏極電流不超過(guò)極限值。q為安全電容。2精密開(kāi)關(guān)電源由tea1522t構(gòu)成的3w粘密開(kāi)關(guān)電源電路如圖2所示。當(dāng)配80276v交流電源時(shí)，最大輸出功 率可達(dá)7w。與圖1所示電路柑比主要有以下區(qū)別：圖2

3、由tea1522t構(gòu)成的3w精密開(kāi)關(guān)電源電路1）電路中增加了由可調(diào)式并聯(lián)穩(wěn)壓器（tl431）和光耦合器（sfh6106-2）組成的光耦反饋式電 路；2）輸岀級(jí)采用兩級(jí)濾波器，第一級(jí)濾波器由g構(gòu)成，第二級(jí)濾波器由厶2、g構(gòu)成，亦稱厲置濾波 器，可進(jìn)一步濾除紋波電壓；3）在6tc-reg端之間并聯(lián)-只反向擊穿電壓為22v的1n6008b型穩(wěn)壓管，一口 6fcc>22v,可起 到鉗位保護(hù)作用。一次側(cè)的鉗位保護(hù)電路山vdzi和vdi所組成。其中，vdzi為bzd27-c160塑i瞬態(tài)電壓抑制器， 可直接用p6ke160或者p6ke200來(lái)代替。阻塞二極管vdt實(shí)選byd3刀型600v / 1.5

4、a快恢復(fù)二極管，亦 可選uf4005型600v / 1a的超快恢復(fù)二極管，vd3采用stps340u型400v / 3a的肖特基二極管。sfh61 06-2型光耦合器亦可用pc817a來(lái)代替。高頻變壓器采用ee13型磁芯，一次繞組匝數(shù)弘=134匝，其電 感量厶=1.8mh。二次繞組匝數(shù)他=8匝，反饋繞組匝數(shù)朋=22匝。該電源具冇良好的穩(wěn)壓性能。舉例說(shuō)明，當(dāng)&降低時(shí)，經(jīng)過(guò)金、屁分壓后得到取樣電壓，與tl4 31內(nèi)部的2.50v基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較z后，使k點(diǎn)電位升高，led的工作電流減小，再通過(guò)光耦合器使 餛 g升高,令tea1522t的輸出占空比增大,迫使&升高，恢復(fù)到穩(wěn)定值,從而

5、達(dá)到了穩(wěn)壓的目的。尺為過(guò) 流檢測(cè)電阻，/?aux為退磁電阻。和&是led的限流電阻。/?7還與g構(gòu)成濾波器，可濾除高頻干擾。g 可適當(dāng)降低誤差放人器在高頻端的増益，防止出現(xiàn)自激振蕩。/?9和go用以改善誤輕放大器的瞬態(tài)響應(yīng)。c 11為安全電容，能夠?yàn)V除由一次、二次繞組間分布電容產(chǎn)生的噪聲電壓。當(dāng)片75275v時(shí)，實(shí)測(cè)空載時(shí)的待機(jī)功耗（忌）與電源電壓（“）的關(guān)系曲線如圖3所示。由圖 3可見(jiàn)，凡最大不超過(guò)63mw,遠(yuǎn)低于100mw,這是tea1520系列產(chǎn)品的一大特點(diǎn)。開(kāi)關(guān)電源輸出功率（&）與開(kāi)關(guān)頻率（/）的關(guān)系曲線如圖4所示，不難看出，在小功率輸出時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率隨著輸出功率的減 小

6、而迅速降低，這是此系列產(chǎn)品的另一顯著特點(diǎn)。圖3待機(jī)功耗與電源電壓的關(guān)系曲線圖4輸出功率與開(kāi)關(guān)頻率的關(guān)系illi線3設(shè)計(jì)耍點(diǎn)下而介紹tea1520系列單片開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。需要指出，設(shè)計(jì)tea1520系列時(shí)所用的公式與 topswitch- ii系列有所不同，原因之一是這兩種芯片的特性存在差異，原因之二是在設(shè)計(jì)方法上二者有 一定區(qū)別。下面以3ww密開(kāi)關(guān)電源為例，介紹tea1520系列的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。3.1開(kāi)關(guān)頻率通過(guò)選擇振蕩電阻與振蕩電容值，即可設(shè)定開(kāi)關(guān)頻率，允許范圍是20khz200khz。取/?2=7.5kq. g=330pf時(shí)，開(kāi)關(guān)頻率/»115kh乙可近似視為lookhzo振蕩電

7、容容量的允許范圍是220looopf,不 得小于220pf,否則電路可能不起振。如取gtoopf時(shí)，欲設(shè)計(jì)啟200kh乙開(kāi)關(guān)電源就無(wú)法正常t作。3.2高頻變丿禾器的設(shè)計(jì)1）一次繞組的電感量厶計(jì)算厶的公式為(1)£p=式中：”為一次繞組的峰值電流。2）磁芯的選擇所選用的磁芯應(yīng)能滿足存儲(chǔ)授人能量并留有一定氣隙寬度的耍求。但二者z間也存在著孑盾，盡管 增大氣隙寬度可以存儲(chǔ)更多的能量，但泄漏電感也會(huì)隨之增大，因此應(yīng)做綜合考慮。高頻變壓器所存儲(chǔ)的 最大能最（4p山下式確定：£m=10_642zp（2）式中：ip、厶p的單位分別取ma、mh, &的單位是mj。計(jì)算每邊酣出氣隙寬

8、度的公式為d=（3）式中：j為磁芯每邊留出的氣隙寬度（單位是mm）, 般取0.10.3mm；5為磁芯冇效截面積（單位是mm?）；&為戢大磁通密度（單位是mt）, 般可取275mt,這樣在工作時(shí)不會(huì)進(jìn)入磁飽和狀態(tài)。有關(guān)窩頻變壓器磁芯的選擇，可參閱表1。磁芯型號(hào)中的三組數(shù)字，分別表示磁芯的長(zhǎng)度、寬度和悖 度（單位是mm）。所選擇的磁芯應(yīng)符合下述條件（4）表1磁芯的選擇|所存儲(chǔ)的最大容量6/mj磁芯的型號(hào)有效截面積sj/mm2=o.lmm=0.3mm0.100.23e13/7/412.400.130.33e16/12/519.400.140.34e16/8/520.100.150.35e13

9、/6/620.200.200.45e19/8/522.600.210.50e20/10/531.200.270.62e20/10/632.000.330.78e25/9/638.400.380.88e19/8/941.300.451.00e25/13/752.000.641.40e30/15/760.000.741.80e31/13/983.200.741.80e32/16/983.000.741.80e34/14/980.70將6tc=15v, 6b=5v, 2=0.7v代入式（7）中求得，朋=22.04匝，取整數(shù)值22匝。3.3計(jì)算過(guò)流檢測(cè)電阻用過(guò)流檢測(cè)電阻用來(lái)限定"值，亦即mo

10、sfet的最人漏極電流max）o尺上最大壓降的典型值為& =0.5v. &的阻值可用下式求出/?i<=（8）當(dāng)=330ma時(shí)，由式（8）計(jì)算出用=1.52。其最大功耗q"“u=0.165w,實(shí)選0.5w的電阻。3.4計(jì)算退磁電阻心ux計(jì)算退磁電卩ii的公式為rnx=q7 門(mén)&（9）式（9）中電阻的單位是取 66=5v, n=/vp / /= 134/8=16.75« 17,將 nu0=85/ 代入式（9）中不難算出，&ux=60kq。圖2中實(shí)取75kq。3.5確定電源電壓&ctea1520系列的電源電壓典盤(pán)值約為13v,實(shí)際可取

11、20v以下。計(jì)算公式為6fcc=如一併 2（10）式中的 堆代表反饋電路中整流管vd2的正向壓降。將/vf=22匝，僦=8匝，66=5v.仏丸."一并 代入式（10）中，得到6fcc=15v舉例說(shuō)明，現(xiàn)采用e13/7/4型磁芯，查表1可知=12.40mm* 2 3 4o己知厶=l8mh, $=275mt, 令4>=330ma,分別代入式(2)和式(3),計(jì)算出=10'u24=10_6x3302xl.8=0.19mjd= =0.11mm查表 1 可知,<5i'=0.10mj,<52)=0.23mj,而算出的 5i=0.19mj,恰好在 0.100.23mj 之間，滿足式(4)的規(guī)定條件，由此證明所選磁芯是合適的。為便于加t,實(shí)際氣隙寬度可取整數(shù)值0.lmm。3)-次繞組匝數(shù)飾計(jì)算公式為2=(5)根據(jù)計(jì)算結(jié)果找出一個(gè)最接近于飾值的整數(shù)值，作為一次繞組的實(shí)際匝數(shù)。將ko.lmm, =275m t, 4>=330ma,代入式