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基于TOP245Y芯片的高可靠性电源设计 何东升 刘永强 王端阳 王佩 华南理工大学电力学院 广州 510640 摘要：介绍了一种采用TOP245Y智能控制集成芯片设计的开关电源的方法，给出了基于 TOP245Y的单端反激式开关电源的设计电路，和对外围电路的设计进行了分析说明。此电源 具有低成本，高效率，小尺寸，全密封式的特点。 关键词: 单片开关电源；电流型PWM； TOP245Y； Design Of Switching Power Supply Based On TOP245Y He dong-sheng Liu yong-qiang Wang duan-yang Wang pei College of Electrical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640 Abstract：A switching power supply is presented, in which an intelligent integrated chip called TOP245Y is used. Based on the chip, a method to design a single-ended flyback switching power supply is provided. The design of the external circuit is introduced and analyzed. This power supply is of low cost, high efficiency, small size and totally pressurized. Keywords : Single-chip switching power supplies；Current mode PWM； TOP245Y； 0．引言 一个高可靠、高效率，低“热损失”的供电电源，是电气设备控制系统稳定、安全工 作的前提。对于一般电气设备，温度每超过室温＋10℃，元器件的寿命将下降一半[1]，在一 些密封的容器中，表现得更为突出。而设计者多习惯采用线性稳压电源作为控制系统的工作 电压。这种线性稳压电源的线性调整工作方式在工作中会造成较大的“热损失”，其工作效 率仅为30％～50％[1]，加之如果工作在高粉尘、多潮湿等恶劣环境下，往往将工业控制系统 置于密封的容器中，以保证控制系统局部的清洁。这样，使用线性电源不仅转化效率低，而 且“热损失”产生的热量在密封容器内的聚集，也加剧了控制系统的恶劣工况，从而使控制 系统的稳定性能大打折扣。而开关电源则以完全导通或关断的方式工作，即工作时或者是大 电流流过低导通电压的开关管，或者是完全截止无电流流过。因此，开关型稳压电源的功耗 极低，其平均工作效率可达70％～90％[3] 。在相同电压降的条件下，开关电源与线性稳压电 源相比具有少得多的“热损失”。因此，开关稳压电源可大大减小散热片体积和PCB板的面积， 甚至在大多数情况下不需要加装散热片，从而大大减少了对控制系统工作环境的不利影响。 所以，开关电源被誉为高效节能电源,它代表着稳压电源的发展方向。 本装置采用新型单片 TOPSwitch-GX245Y 芯片，不仅与线性稳压电源相比有许多优点， 而且与传统的开关电源芯片如 UC3842,SG3525 芯片相比也显其优越性，传统开关电源设计一 般采用分立的 MOSFET 功率开关管和多引脚的 PWM(脉冲宽度调制)集成控制器,外围电路结构 复杂繁琐,系统的稳定性不够理想,最终调试非常麻烦，且分立的 MOSFET功率开关对开关电 源的效率亦有限制；而新型单片 TOPSwitch-GX 芯片将 PWM 集成电路和 MOSFET 功率开关,集 成在同一块芯片上，从而大大提高了系统的稳定性，简化了电路的复杂性,缩短了设计周期。 1．新型单片TOPSwitch-GX245Y芯片简介 1.1 TOP245Y 的内部结构 TOP245Y 的引脚排列如图 1 所示，内部原理框图如图 2 所示，该电路主要由控制电压 源、带隙基准电压源、并联调整器/误差放大器、脉宽调制器(PWM)、振荡器、门驱动级和输 出级、过流保护电路、过热保护电路、软启动电路、关断/自启动电路