TOPSwitch-FX系列單片機(jī)電源集成電路廣泛應(yīng)用于各種通用及專用開(kāi)關(guān)電源,、待機(jī)電源、開(kāi)關(guān)電源模塊中,。
一,、能進(jìn)行外部限流的12V、30W開(kāi)關(guān)電源
由TOP234Y構(gòu)成12V,、30W高效開(kāi)關(guān)電源的電路如圖1所示,。其交流輸入電壓范圍是AC85～265V，滿載時(shí)電源效率可達(dá)80%,。交流電壓u依次經(jīng)過(guò)電磁干擾（EMI）濾波器（C10,，L1）、輸入整流濾波器（BR,，C1）獲得直流高壓UI,。UI經(jīng)過(guò)R1和R2分壓后接M端，能使極限電流隨UI升高而降低,。R1可提供電壓前饋信號(hào),，當(dāng)UI偏高時(shí)能自動(dòng)降低最大占空比，以減小輸出紋波,。R2為電流極限設(shè)定電阻,，所設(shè)定的Ilimit≈0.7Ilimit=0.7×1.5A=1.05A，略高于低壓輸入時(shí)的峰值電流Ip值,。這里將系數(shù)取0.7是考慮到TOP234Y在寬范圍輸入時(shí),，最大連續(xù)輸出功率Pom=45W,而實(shí)際輸出功率P'om=30M，即P'om/Pom=30/45=0.67≈0.7,。采用這種設(shè)計(jì)方法允許高頻變壓器選用尺寸較小的磁芯,，通過(guò)增加初級(jí)電感量Lp來(lái)降低TOP234Y的功耗,，并防止出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象。此外,，由于采用了降低Dmax的電壓前饋技術(shù)即使輸入電壓UI和初級(jí)感應(yīng)電壓UOR較高,，開(kāi)關(guān)電源也能正常工作。它允許使用成本的R,，C,，VD型漏極鉗位電路（R3，C7,，VD1）,，以替代價(jià)格較高的TVS（瞬態(tài)電壓抑制器）、VD型鉗位電路,，用于吸收在TOP234Y關(guān)斷時(shí)由高頻變壓器漏感產(chǎn)生的尖峰電壓,，對(duì)漏極起到保護(hù)作用。
次級(jí)電壓經(jīng)過(guò)VD2,，C2,，C3，L2和C4整流濾波后,，獲得+12V,、2.5A的穩(wěn)壓輸出。為減小整流管的損耗,，VD2采用MBR1060型10A/60V肖特基二極管。C9和R7并聯(lián)在VD2兩端,，能防止VD2在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)下產(chǎn)生自激振蕩（振鈴）,。當(dāng)開(kāi)關(guān)電源空載時(shí)，TOPSwitch-FX能采用跳過(guò)周期的方式進(jìn)一步降低最大輸出占空比,，使得Dmax<1.5%,，因此，在輸出端無(wú)須接假負(fù)載,，這樣還可降低空載或待機(jī)狀態(tài)下的功耗,。
該電源采用帶穩(wěn)壓管的光耦反饋電路。IC2為L(zhǎng)TV817A型線性光耦合器,。VDZ采用1N5240C型穩(wěn)壓管,，其穩(wěn)定電壓Uz=10（1±0.02）V。光耦中LED的正向壓降UF≈1V.輸出電壓由下式確定：
Uo=Uz+UF+UR4
現(xiàn)將其穩(wěn)壓原理分析如下：當(dāng)由于某種原因致使Uo↑,，Uo>U2+UF+UR4時(shí),，所產(chǎn)生的誤差電壓Ur'=Uo-（Uz+UF+UR4）就令LED的IF↑，經(jīng)過(guò)光耦后,，接收管的IE↑,，使得控制端電流Ic↑,，而占空比D↓，導(dǎo)致Uo↓,，為而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)壓目的,。反之，Uo↓→IF↓→IE↓→Ic↓→D↑→Uo↑,，同樣起到穩(wěn)壓作用,。
1N5240C的穩(wěn)定電流典型值為20mA，取R4=150Ω時(shí)只能供給6.7mA的電流,，進(jìn)一步增加電阻值會(huì)受到LED工作電流IF（通常為3.5～7mA）的限制,。為此，另由電阻R6提供13.3mA的工作電流,，使VDz的穩(wěn)定電流Iz=3.7mA+13.3mA=20mA,，其穩(wěn)壓特性也得到了改善。反饋繞組電壓經(jīng)過(guò)VD3和C6整流濾波后,，產(chǎn)生12V的反饋電壓,，經(jīng)過(guò)IC2給TOP234Y的控制端提供偏壓。C5是旁路電容,，它還與R5構(gòu)成控制環(huán)路的補(bǔ)償電路,。
二、多路輸出的35W機(jī)頂盒開(kāi)關(guān)電路
具有5路輸出的35W機(jī)頂盒開(kāi)關(guān)電源電路如圖2所示,。這5路電壓分別為：Uo1(+30V,100mA),，Uo2(+18V,550mA)，Uo3(+5V,，2.5A),，Uo4（+3.3V，3A）,，Uo5(-5V,100mA),。其中，+5V和+3.3V作為主輸出,，其余各路均為輔輸出,。當(dāng)交流輸入電壓u=220(1±0.15)V時(shí)，總輸出功率達(dá)38.5W,；若采用寬范圍電壓輸入（u=85～265V AC）,總輸出功率就降成25W,，可用作機(jī)頂盒（Set-top Box）、錄像機(jī)（VCR）,、攝錄像機(jī)（CVCR）和DVD中的開(kāi)關(guān)電源,。該電源采用3片IC：TOP233Y（IC1），光耦合器LTV817A（IC2）,；可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431C（IC3）,。為減小高頻變壓器體積和增強(qiáng)磁場(chǎng)耦合程度,，次級(jí)繞組采用了堆疊式繞法。由R4和C14構(gòu)成的吸收回路可降低射頻噪聲對(duì)電視機(jī)等視頻設(shè)備的干擾,。必要時(shí)還可將開(kāi)關(guān)頻率選擇端（F）改接控制端（C）,，選擇半頻方式，以進(jìn)一步降低電視機(jī)對(duì)視頻噪聲的敏感程度,。
R6,，R7和R8為比例反饋電阻，使5V和3.3V電源按照一定的比例進(jìn)行反饋,，這兩路輸出的負(fù)載調(diào)整率均可達(dá)±5%,。R9和C16構(gòu)成TL431C的頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。C17為軟啟動(dòng)電容,，取C17=22μF時(shí)可增加4ms的軟啟動(dòng)時(shí)間,，再加上本身已有10ms的軟啟動(dòng)時(shí)間，總共為14ms,。其余各路輸出未加反饋,，輸出電壓均由高頻變壓器的匝數(shù)比來(lái)確定。因-5V電源的輸出功率很低,，現(xiàn)通過(guò)電阻R2和穩(wěn)壓管VDz2進(jìn)行電壓調(diào)節(jié),。R9是+30V輸出的假負(fù)載，它能降低該路的空載及輕載電壓,。鑒于5V,，3.3V和18V電源的輸出功率較大，三者都增加了后級(jí)LC濾波器（L3和C9,，L4和C11,，L2和C7），以減小輸出紋波電壓,。
TOP233Y具有頻率抖動(dòng)特性，這對(duì)降低電磁干擾很有幫助,。另外,，再合理地選擇安全電容C15和EMI濾波器（C6，L1）的元件值,，就能使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的電磁輻射達(dá)到CISPR22（FCCB）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),。將C15的一端接U1的正極，能把TOP233Y的共模干擾減至最小,。須要指出,，C15和C6都稱作安全電容，區(qū)別只是C15接在高壓與地之間,，能濾除初,、次級(jí)耦合電容產(chǎn)生的共模干擾,，在IEC950國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中稱之為“Y電容"。C6則接在交流電源進(jìn)線端,，專門(mén)濾波電網(wǎng)線之間的串模干擾,，被稱作“X電容”。
為承受可能從電網(wǎng)線竄入的雷擊電壓,，在交流輸入端還并聯(lián)只標(biāo)稱電壓U1mA=275V的壓敏電阻器VSR,。U1mA表示當(dāng)壓敏電阻器上通過(guò)1mA的直流電流時(shí)，元件兩端的電壓值,。
三,、5V和3.3V輸出的17W PC待機(jī)電源
能提供5V，2A和3.3V,，2A兩路主輸出的PC機(jī)待機(jī)電源電路如圖3所示,。該電源還以最低成本增加了15V，30mA的輔輸出,。電路中使用一片TOP232Y型單片機(jī)開(kāi)關(guān)電源,，總輸出功率為17.05W。直流輸入電壓的范圍是200～375V,。亦可選220/110V AC固定輸入電壓,，只須接入整流濾波器，而無(wú)須加輸入倍壓器對(duì)110V AC進(jìn)行倍壓整流,。該設(shè)計(jì)充分發(fā)揮了TOP232Y的軟啟動(dòng),、欠壓保護(hù)、嚴(yán)格的限流特性和開(kāi)關(guān)頻率高等優(yōu)良特性,，使得高頻變壓器可選EE19型磁芯,。此外，由于TOP232Y增加了高壓漏極端與低壓端的間距,，減小了引腳之間的漏電,，因此電源能在較惡劣的環(huán)境下使用。C1為直流高壓的高頻退耦電容,，當(dāng)U1與待機(jī)電源距離很近時(shí)可省去C1,。線路檢測(cè)電路R1用于設(shè)定欠壓值UUV。取R1=3.9MΩ時(shí),，UUV=IUV·R1=50μA×3.9MΩ=UI>195V DC時(shí),，才重新接通電源。
反饋繞組電壓經(jīng)過(guò)VD4和C6整流濾波后產(chǎn)生15V的反饋電壓,，一方面作為+15V輸出（未與初級(jí)隔離）,，另一方面還經(jīng)過(guò)光敏三極管給TOP232Y的控制端提供偏壓。R4,，R6和R7均為取樣電阻,，用來(lái)檢測(cè)3.3V和5V輸出電壓的變化量,。R2是LED的限TL431C提供偏流。C8為軟啟動(dòng)電容,，能消除剛接通電源時(shí)產(chǎn)生的電壓過(guò)沖現(xiàn)象,。空載時(shí)利用TOP232Y跳過(guò)周期的特性,，可以滿足PC機(jī)待機(jī)電源低功耗的指標(biāo),。