TOPSwitch-FX系列单片机开关电源应用设计

二、多路输出的35W机顶盒开关电路

具有5路输出的35W机顶盒开关电源电路如图2所示。这5路电压分别为：Uo1(+30V,100mA)，Uo2(+18V,550mA)，Uo3(+5V，2.5A)，Uo4（+3.3V，3A），Uo5(-5V,100mA)。其中，+5V和+3.3V作为主输出，其余各路均为辅输出。当交流输入电压u=220(1±0.15)V时，总输出功率达38.5W；若采用宽范围电压输入（u=85～265V AC）,总输出功率就降成25W，可用作机顶盒（Set-top Box）、录像机（VCR）、摄录像机（CVCR）和DVD中的开关电源。该电源采用3片IC：TOP233Y（IC1），光耦合器LTV817A（IC2）；可调式精密并联稳压器TL431C（IC3）。为减小高频变压器体积和增强磁场耦合程度，次级绕组采用了堆叠式绕法。由R4和C14构成的吸收回路可降低射频噪声对电视机等视频设备的干扰。必要时还可将开关频率选择端（F）改接控制端（C），选择半频方式，以进一步降低电视机对视频噪声的敏感程度。

R6，R7和R8为比例反馈电阻，使5V和3.3V电源按照一定的比例进行反馈，这两路输出的负载调整率均可达±5%。R9和C16构成TL431C的频率补偿网络。C17为软启动电容，取C17=22μF时可增加4ms的软启动时间，再加上本身已有10ms的软启动时间，总共为14ms。其余各路输出未加反馈，输出电压均由高频变压器的匝数比来确定。因-5V电源的输出功率很低，现通过电阻R2和稳压管VDz2进行电压调节。R9是+30V输出的假负载，它能降低该路的空载及轻载电压。鉴于5V，3.3V和18V电源的输出功率较大，三者都增加了后级LC滤波器（L3和C9，L4和C11，L2和C7），以减小输出纹波电压。

TOP233Y具有频率抖动特性，这对降低电磁干扰很有帮助。另外，再合理地选择安全电容C15和EMI滤波器（C6，L1）的元件值，就能使开关电源产生的电磁辐射达到CISPR22（FCCB）国际标准。将C15的一端接U1的正极，能把TOP233Y的共模干扰减至最小。须要指出，C15和C6都称作安全电容，区别只是C15接在高压与地之间，能滤除初、次级耦合电容产生的共模干扰，在IEC950国际标准中称之为"Y电容"。C6则接在交流电源进线端，专门滤波电网线之间的串模干扰，被称作"X电容"。

为承受可能从电网线窜入的雷击电压，在交流输入端还并联只标称电压U1mA=275V的压敏电阻器VSR。U1mA表示当压敏电阻器上通过1mA的直流电流时，元件两端的电压值。

三、5V和3.3V输出的17W PC待机电源

能提供5V，2A和3.3V，2A两路主输出的PC机待机电源电路如图3所示。该电源还以最低成本增加了15V，30mA的辅输出。电路中使用一片TOP232Y型单片机开关电源，总输出功率为17.05W。直流输入电压的范围是200～375V。亦可选220/110V AC固定输入电压，只须接入整流滤波器，而无须加输入倍压器对110V AC进行倍压整流。该设计充分发挥了TOP232Y的软启动、欠压保护、严格的限流特性和开关频率高等优良特性，使得高频变压器可选EE19型磁芯。此外，由于TOP232Y增加了高压漏极端与低压端的间距，减小了引脚之间的漏电，因此电源能在较恶劣的环境下使用。C1为直流高压的高频退耦电容，当U1与待机电源距离很近时可省去C1。线路检测电路R1用于设定欠压值UUV。取R1=3.9MΩ时，UUV=IUV·R1=50μA×3.9MΩ=UI>195V DC时，才重新接通电源。

反馈绕组电压经过VD4和C6整流滤波后产生15V的反馈电压，一方面作为+15V输出（未与初级隔离），另一方面还经过光敏三极管给TOP232Y的控制端提供偏压。R4，R6和R7均为取样电阻，用来检测3.3V和5V输出电压的变化量。R2是LED的限TL431C提供偏流。C8为软启动电容，能消除刚接通电源时产生的电压过冲现象。空载时利用TOP232Y跳过周期的特性，可以满足PC机待机电源低功耗的指标。