开关电源技术应用与维修[杨亚平][电子教案和教学指南]资料.ppt

第4章 单片开关电源的应用与维修 单片开关电源是开关电源的新一代产品，被誉为“顶级开关电源”。它具有单片集成化、最简单的外围电路、最优良的性能指标、能完全实现电气隔离等特点。为小型、高效开关电源的推广和普及创造了良好的条件。本章主要讲述单片开关电源的性能特点和结构类型，单片开关电源的基本工作原理、各种单片开关电源的实际应用，以及单片开关电源的故障维修。 本章主要讲述单片开关电源的性能特点和结构类型，单片开关电源的基本工作原理、各种单片开关电源的实际应用，以及单片开关电源的故障维修。 4.1 单片开关电源的特性 4.1.1 单片开关电源的主要类型 (1) TOPSwitch系列 (2) TOPSwitch-lI系列 (3) TinySwitch系列 (4) TNY256系列 (5) MC33370系列 (6) TOPSwitch-FX系列 (7) TOPSwitch-GX系列 4.1.2 单片开关电源的工作原理 1．单片开关电源的基本工作原理 2．单片开关电源的四种反馈电路 4. 2 单片开关电源的应用 下面列举几种型号的单片开关电源应用电路，介绍单片开关电源的应用。单片开关电源常用于自动检测仪表、笔记本电脑、打印机、视盘机、录像机等电子产品。 4.2.1 TOP227 Y三端单片开关电源 1. TOP227Y的性能特点 (1) 将脉宽调制（PWM）控制系统的全部功能集成到三端芯片中，内含脉宽调制电路，功率开关场效应晶体管(MOSFET）、自动偏置电路、保护电路、高压启动电路和环路补程电路。通过高频变压器使输出端与电网完全隔离，真正实现了无工频变压器，实现了开关电源单片集成化，使用安全可靠。在电路结构上由于采用COMS电路，使电源功耗显著降低，它不需要接大功率过流检测电阻和功率驱动电路，外部也不必提供启动时的偏置电流。 (2) 单片三端开关电源属于漏极开路输出，并且利用电流来线性调节占空比的AC/DC电源变换器，即电流控制型开关电源，控制方式简便，调节灵活。 (3) 输入交流电压和频率范围极宽。在固定电压输入时可选110/220V交流电，允许变化±15％；在宽范围输入电压时，适合85～265V全球通用电源。电源的频率范围是47～140Hz，其电压调整率SV ＝±0.7%，负载调整率SI =±1.1%。若采用光耦合器和精密稳压源TL431构成外部误差放大器，则SV、SI可达到±0.2%，电源品质得到了进一步提高。 (4) TOP227只有3个引出脚，可以同三端线性集成稳压器的外貌相媲美，能以最简单的结构方式构成无工频变压器的反激式开关电源。这种电路能完成多种控制、偏置及保护功能。它的输出控制端属于多功能引出端，实现一脚多用。它在连续和不连续两种不同模式下都有应用的价值，能构成大小功率各异的、用途广泛的各种普通型或精密型开关电源。 (5) 外围电路简单，成本较低。电源所用元器件很少，外部仅接低通滤波器、输入整流滤波器、开关变压器、反馈电路和输出整流滤波电路。开关电源的工作频率一般为l00kHz，可在80～120kHz范围内正常工作；占空比调节范围是1.7％～67%，比一般反激式开关电源的占空比大许多。 (6) 电源效率高。它将很多功能集成在一起，功能多，功耗低，电源效率可达到90%，被誉为节能电源；具有多种保护功能，并实现了安全隔离；电源稳定性好、纹波电压低、体积小是这种电源最显著的特点。 (7) 采用TOP227Y制作的开关电源能降低电磁干扰(EMI)。同时，对电网的传导噪声干扰有一定的防护和抑制能力。芯片的工作温度是0～70℃。 2. TOP227Y的内部结构 3. TOP227Y的应用电路 4. TOP227Y系列的使用要点 (1) TOP227Y可在85～265V交流输入电压下正常工作。 (2) 负载能力的大小是决定负载调整率的重要因素。 (3) 每当MOSFET由导通变为截止或由截止变为导通的瞬间，开关管会产生尖峰电压，变压器的漏感和匝间电容也会产生感应电压。 (4) 对于TOP227 Y系列单片开关电源的电磁滤波电路，可以简化滤波器的结构。简单的电磁干扰滤波器仅用一只电容和一个共模绕组，复杂的滤波器则用4只电容器配共模绕组 。 (5) 光耦合电路具有负载调整率低、电压输出稳定、调整灵敏度高的作用，在单片开关电源中得到了应用。 (6) 磁珠对于电子电路抑制噪声干扰来说是一个重要元件。 4.1.2 TNY256P四端单片开关电源