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功率30W的小型开关电源方案分享之主电路设计

电源基础知识问答
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小型开关电源是目前民用家居领域的设计重点方向之一,本文将会通过今明两天的分享,为各位工程师们分享一种基于基于ICE2A365的30W开关电源设计方案,以便于工程师在平时的设计过程中进行参考。在今天的方案分享中,本文将会就这一稳压型开关电源的主电路和控制电路设计情况进行简析。

系统整体设计

本文所设计的这一基于ICE2A365的稳压型开关电源,其原理框图如下图图1所示,其电路原理如下图图2所示。这一小功率的开关电源,其输出功率为30W,选择使用ICE2A365芯片来完成设计。

图1 开关电源原理框图

图2 开关电源系统图

从图2所提供的这一30W小功率稳压开关电源的系统设计图中可以看到,在这一小功率开关电源的系统中,220V的市电交流电压先经过电源噪声滤波,该部分电路的目的是减少电磁干扰;再通过桥式整流和电容C7滤波后得到直流高压。该高压供给高频变压器的初级绕组,在高频脉冲的作用下,电路处于开关状态,从而使电压通过变压器耦合到次级,副绕组给控制芯片电源提供电压,次级再经过肖特基二极管MBR20100整流和滤波电路I2、C10、C12滤波,最后通过TL43l给输出提供一个2.5V的基准电压。其输出电压Vout可计算为:

在本文所设计的这一稳压型小功率开关电源主电路系统中,为了能够稳定地输出12V的直流稳压电源,本方案中选择将输出信号与12V的电压进行比较,再通过光电耦合器反馈到控制电路,从而进行脉冲宽度的调制。当电压超过12V时控制芯片便压窄脉冲宽度,反之则增加脉冲宽度,以期达到稳定输出电压的目的。

控制电路设计

在小型的开关电源设计过程中,一般都会要求主电路与控制电路隔离,本方案所采用的是光电耦合器进行电信号传递的方式,其控制电路的设计情况如下图图3所示。光电耦合器所传递的电信号是毫安级的电流,这种信号不能直接驱动开关管,必须在控制脉冲的作用下才能达到脉冲调制驱动的目的。

图3 控制电路

本文所设计的这一30W的小功率开关电源选择使用ICE2A365控制器来完成控制电路的设计,这一智能芯片的内部集成了开关功率管和脉冲发生器等,脉冲发生器通过给开关功率管提供脉冲的方式改变开关功率管的导通与截止来控制电路的开关状态。而光耦通过ICE2A365的反馈脚适时地提供输出信息,输出电压会与12V的基准电压进行比较,如果输出电压偏高时则光耦里的发光二极管发光强度增强,反馈脚的电流也会相应地增加,控制器便通过压窄其脉冲宽度的方式使输出电压减小;反之输出电压降低时,则光耦里的发光二极管发光强度降低从而使反馈脚的电流减小,控制器则相应地通过增加其脉冲宽度的方式使输出电压升高。但是光电耦合器在传递信号时有较大的时间延迟,这样会使传递信号造成波形失真甚至畸变。为确保能够实现正常的功率输出,此次电路设计所选用的光耦型号为NEC2501。

以上就是本文针对一种30W的小型开关电源方案中的主电路设计,所进行的分享,明天我们将会继续就这一方案的滤波电路设计情况进行总结和分析,欢迎大家继续关注。

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