TEA1520系列单片开关电源设计
目 录
集成开关稳压电源的设计(摘要)………………………………3
第一章 开关电源概述…………………………………………4
第二章 TEA1520系列单片开关电源设计要点………………8
第三章 TEA1520系列单片开关电源的原理与应用…………13
结 束 语…………………………………………………………23
参考文献 ………………………………………………………24
集成开关稳压电源的设计
【摘要】 ：开关电源被誉为高效节能电源, 应用日益广泛, 在许多领域它正在逐步取代线性电源, 成为稳压电源的发展方向。开关电源的设计通常采用控制电路与功率开关器件相结合的分立结构, 但这种方案开发周期长、成本高、系统可靠性低。其中荷兰飞利浦（Philips）公司2000年推出的 TEA1520系列开关电源集成芯片解决了这些问题。该系列芯片将自启动电路、功率MOSFET、控制电路以及保护电路集成在一起, 极大地简化了外围电路的设计, 降低了成本, 增强了系统的可靠性, 缩短了研发周期; 同时提高了电源的效率, 并使电源的体积和重量大为减小。所以, 该系列芯片一经推出便得到广泛的应用, 展示了其良好的应用前景。
关 键 词 ：开关电源，TEA1520系列，控制电路，谷值开关，退磁电路。
第一章 开关电源概述
开关型稳压电源主要由开关调整管,储能变压器, 稳压控制电路, 激励脉冲产生电路组成, 它直接把交流电整流成约300 伏的直流电压, 然后采用半导体器件作为开关, 通过控制开关的占空比把300伏直流电压变换成各种所需的直流输出电压。
一.开关型稳压电源的特点
1.功耗小、效率高
传统串联型稳压电源的调整管要求工作在放大区, 流过调整管的电流为负载电流, 其C- E 间的电压必须在电网电压最高、负载电流最大时均能保证调整管工作在放大状态。因此在调整管上会产生很大的损耗, 且这种损耗随着电网电压的升高而加大, 电源的效率也将大大降低。而开关稳压电源的开关调整管工作在开关状态,开关管饱和导通时, 集电极电流虽大但C.E 两端压降接近零, 开关管截止时, C.E 两端压降虽大但集电极电流为零。因此开关管的功率损耗很小, 效率得以提高( 通常可 达到80%～90%) 。
2.稳压范围宽
性能优异的开关稳压电源, 对电网的适应能力也有较大的提高, 一般串联稳压电源允许电网波动范围为220V±10%, 而开关型稳压电源在电网电压从110V～260V范围内变化时, 都可获得稳定的输出电压。
3.重量轻、体积小
开关型稳压电源对电网交流电压直接整流滤波, 省去了笨重的工频变压器, 开关工作频率在几十千赫兹, 因为工作频率高,滤波电容的容量也可以大大减小。而功耗小, 散热器也随之减小,
4.可靠性高
开关电源很容易加入灵敏度高, 可靠的过电压.过电流保护电路, 在电源电路或负载电路工作异常时, 快速切断电源, 避免故障范围扩大。又由于功耗小, 开关调整管一般不会过分发热, 储能变压器发热也较轻, 所以机内温升低, 使整机的稳定性和可靠性极大的提高。
5．滤波电容容量小。由于开关信号频率高，滤波电容的容量可大大减小。
但是开关型稳压电源也有不利的一面，具体表现在以下几点：
1． 安全性差。由于省去了工频变压器，整机电源部分带电，因此，在文修时宜加装一个功率不小于100W的隔离变压器，以保证文修人员和仪器设备的安全。
2．存在开关干扰，由于稳压电源的调整管工作在开关状态，因此会对图象产生干扰信号。
3．电路复杂, 文修麻烦, 但其优越性还是显著, 只要精心设计, 合理布局, 严密屏蔽, 选择质量高的元器件, 开关电源的缺点是不难克服的。二.开关稳压电源的类型
⑴ 按开关管与负载的连接方式可将开关电源分为以下两类；
1. 串联型开关稳压电源
串联型开关稳压电源的负载通过开关调整管及整流二极管与电网相连, 所以整机底板带电, 称为“ 热底板”。这不仅给文修带来安全问题, 而且也不便于电视机安装各种接口, 如AV 接口, 耳机接口。但串联型开关电源具有内阻小, 稳压性能好, 对开关调整胳的最大集电极电流与C- E 极间的耐压要求低( 因开关管与储能电感串联后还与负载RL 串联) , 输出直流电压的纹波系数小, 电路简单易调整等优点。
2.并联型开关稳压电源
并联型开关电源和串联型开关电源因主电源负载RL 接地端会与电网相线相联, 使机板带电。如果将并联型开关电源中的储能电感换成脉冲变压器后, 形成变压器耦合并联型开关电源。
开关变压器一次侧和开关串联后并接入输入端, 开关管在开关信号的控制下, 工作在开关状态, 将一次侧的未稳直流电压变换成高频矩形脉冲, 由开关变压器耦合电压输出。这样将变压器二次侧电路和电网电源隔离, 使机板上除了与变压器一次侧相联的电路外, 其余电路均不带电, 称为“ 冷底板”。这种“ 冷底板”开关电源安全性能好, 也容易与外界建立接口电路, 但电路相对复杂, 对开关管要求较高。757