基于TOP257EN的35W LCD显示器电源的设计方案

时间：2010-12-17

设计特色

　　元件数量少，效率高

　　能在50 °C的环境温度下提供35 W的功率

　　EcoSmart?多模式控制技术满足能效标准

　　输入功率<1 W时，待机输出功率为0.55 W

　　在230 V交流输入时的空载功耗小于200 mW

　　满载时效率大于82%

　　采用全新薄型eSIP-7C高功率封装，可降低器件高度和PCB面积

　　132 kHz开关频率可降低电源磁芯材料的尺寸和成本

　　集成的安全及可靠性能

　　的、自动恢复且具有迟滞特性的过热关断功能使PCB板

　　的温度在任何条件下均维持在安全范围内

　　在输出短路及反馈环路开环时进入到自动重启动保护状态

　　输出过压保护(OVP)可针对锁存或自动恢复进行配置

　　输出欠压(UV)保护可以防止通电／断电时输出的不良波动

　　输入过压(OV)保护提高了对输入浪涌的耐受力

　　满足EN55022和CISPR-22 B级传导EMI要求：EMI裕量>6 dBμV

　　工作原理

　　图1所示为利用TOPSwitch-HX TOP257EN (U1)设计的反激式LCD显示器电源的电路图。该电源可以在宽输入范围（90至264 VAC）内工作，为负载提供13 V, 35 W的电源。Y电容C1、C2和C7与电感L1一起提供共模滤波。差模滤波由X电容C3和大容量电容C4来提供。经滤波的交流电流入桥式整流电路。热敏电阻RT1在交流上电时可以限制浪涌电流。

利用TOPSwitch-HX TOP257EN (U1)设计的反激式LCD显示器电源的电路图

图1 利用TOPSwitch-HX TOP257EN (U1)设计的反激式LCD显示器电源的电路图

　　当流入V引脚的电流超过25 μA时，IC U1导通。电阻R3将此输入电压阈值设定为100 V DC。

　　IC U1通过调节用于驱动集成开关MOSFET的PWM控制器的占空比来调整输出。U1内的控制器采用多模式控制电路，可以在不同的开关模式下进行平滑切换，因而在任何负载条件下均可达到效率。

　　D5、C6、R1和R2组成箝位电路，用于限制关断时引起的U1漏极电压。快速恢复二极管D5可以重新利用部分箝位能量；R1用于限制反向二极管电流和抑制高频振荡。

　　偏置绕组的输出由D6进行整流并由C10进行滤波。齐纳二极管VR2和电阻R5形成了锁存输出过压保护(OVP)电路。输出端电压的增加会导致C10上的电压增加。在过压条件下，齐纳二极管VR2击穿，电流流入IC U1的V引脚，从而触发锁存关断。关断可以是锁存，也可以是自动恢复，具体取决于R5的值。二极管D7和D8对次级侧输出进行整流。低ESR电容(C13, C14)对来自D7和D8的输出进行滤波。由L3和C15构成的二阶滤波器，可以对C13和C14之间存在开关噪声的输出进行额外滤波。

　　电阻R13和R14充当电位分压器，用于检测输出电压。U3通过电阻R11来驱动光耦器U2，并向U1的C引脚提供反馈信息。

　　设计要点

　　快速恢复二极管D1和D3可以降低辐射EMI（通过消除常规二极管高频关断急变固有的电压尖峰和不传导AC输入电压引起的噪声来实现的）。这两个快速恢复二极管的放置方式，可以确保其中一个会在每半个周期导通。

　　放置在变压器(T1)绝缘带上的Y电容C7可以降低传导EMI。对开关频率进行调制（抖动）可以降低EMI。

空载输入功率随输入电压的变化