1、采用 TOPSwitch 的单端正激式电源的电路分析与设计TOPSwitch 是美国功率集成公司（PI ）于 20 世纪 90 年代中期推出的新型高频开关电源芯片，是三端离线 PWM 开关（Three terminalofflinePWMSwitch）的缩写。它将开关电源中最重要的两个部分PWM 控制集成电路和功率开关管MOSFET 集成在一块芯片上，构成 PWM/MOSFET 合二为一集成芯片，使外部电路简化，其工作频率高达 100kHz，交流输入电压 85265V，AC/DC 转换效率高达 90。对 200W 以下的开关电源，采用 TOPSwitch 作为主功率器件与其他电路相比，体积小、
2、重量轻，自我保护功能齐全，从而降低了开关电源设计的复杂性，是一种简捷的 SMPS（SwitchModePowerSupply ）设计方案。TOPSwitch 系列可在降压型，升压型，正激式和反激式等变换电路中使用。但是，在现有的参考文献以及 PI 公司提供的设计手册中，所介绍的都是用 TOPSwitch 制作单端反激式开关电源的设计方法。反激式变换器一般有两种工作方式：完全能量转换（电感电流不连续）和不完全能量转换（电感电流连续）。这两种工作方式的小信号传递函数是截然不同的，动态分析时要做不同的处理。实际上当变换器输入电压在一个较大范围发生变化，和（或者）负载电流在较大范围内变化时，必然跨越两
3、种工作方式，因此，常要求反激式变换器在完全能量和不完全能量转换方式下都能稳定工作。但是，要求同一个电路能实现从一种工作方式转变为另一种工作方式，在设计上是较为困难的。而且，作为单片开关电源的核心部件高频变压器的设计，由于反激式变换器中的变压器兼有储能、限流、隔离的作用，在设计上要比正激式变换器中的高频变压器困难，对于初学者来说很难掌握。笔者采用TOP225Y 设计了一种单端正激式开关电源电路，实验证明该电路是切实可行的。下面介绍其工作原理与设计方法，以供探讨。1 TOPSwitch 系列应用于单端正激变换器中存在的问题TOPSwitch 的交流输入电压范围为 85265V，最大电压应力700V
4、，这个耐压值对于输入最大直流电压Vmax=2651.4=371V 是足够的,但应用在一般的单端正激变换器中却存在问题。图 1 是典型的单端正激变换器电路，设计时通常取 NS=NP，Dmax1.7A。所以，我们选择 ILIMIT=2A 的 TOP225Y。4 实验指标及主要波形输入 AC220V，频率 50Hz，输出 DCVo=15(11)V，IO=1.5A，工作频率 100kHz，图 3 及图 4 是实验中的主要波形。图 3 中的 1 是开关管漏源电压 VDS 波形，2 是输入直流电压 E 波形，由图可知 VDS=1.5E；图 4 中的 1 是开关管漏源电压VDS 波形， 2 是去磁绕组电流 is 波形，实验结果与理论分析是完全吻合的。
