TOP221Y 單晶片開關穩壓電源

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TOP221Y是TOPSwicth-II系列單晶片開關電源，僅有三隻引腳，週邊元件很少，基本無須調整的TOP系列專用開關電源電路TOP221Y。

    圖1是TOP221Y的基本應用電路，TOP221Y在密封的的環境中使用，在85—265V的交流電壓下，可輸出7W左右的最大功率，而在開放的條件使用輸出功率可達15W，可以使用在小型的電源供應器，工作環境是完全密封，所以選用TOP221Y是合適的，但在塑膠殼內也必須給TOP221Y加上足夠大面積的鋁質散熱器。



    圖2是TOP221Y的外觀圖。下面我們對這個電源的工作原理簡述如下。



TOP221主要性能參數

     TOP221Y是寬電壓範圍的單片開關電源模組，可通過外接少量週邊元件組成功率在15W以下的高效率電源。

     為提高輸出電壓的穩壓精度，電壓採樣電路使用了高精度可調穩壓管TL431，並通過光電耦合將負反授電壓回授至TOP221Y的控制端。

     通過合理的印刷板設計，可使電路工作穩定可靠，電磁輻射降至最小，也可有效地抗外部電磁干擾，具有較好的電磁相容性能。
     輸出直流電路採用了LC濾波電路，有效消除次級電路中的高頻干擾信號。

     交流輸入電壓範圍：85V-265V(47-440Hz)。

     直流輸出：5V/0.8A，紋波小於50mV。

     該電源具有約1%的電壓調整率和負載調整率，整機效率可達70%以上。

     交流輸入電壓範圍：85V-265V(47-440Hz)。

     工作溫度範圍：0-75℃。

下圖為TOP221Y內部方塊圖



交流電AC（範圍為120V—265V）由兩個AC接點輸入，經C1和L1組成的EMI濾波器抑制電磁雜訊，進入整流電路。由於TOP221Y具有頻率抖動特性，可有效抑制雜訊干擾，因而在小功率開關電源中，只需簡單的EMI濾波器，並採用合理的接地技術，即可符合有關電磁相容性要求。BR1為整流電路，這裏選用快恢復特性的橋式整流2KBP06M，整流後的脈動直流電經C1濾波，提供給TOP221開關調製電路。



高頻變壓器的次極繞組有兩個，一個是主繞組，它提供電源的主能量，高頻電壓經快速二極體SB540整流後由濾波電容C4,C5濾波，再經L2組成低通濾波器向負載輸出。L2主要是抑制高頻雜訊向負載輸出，以防止負載受其干擾。輸出端的電解電容C6是為了降低輸出的交流紋波係數而加的，它主要是降低輸出直流電壓的交流紋波。

    另一個次級繞組組成回授電壓繞組，由二極體整流後加在光敏管兩端，輸出的回授電壓加在光耦的二極體正極上，電阻R5和穩壓管D5組成基準電壓源，為光耦提供基準電壓，這樣光耦中的二極體的發光強度是由輸出電壓控制的，經光耦耦合到TOP221Y的控制端，從而實現脈寬的控制，達到穩壓目的。電阻R6和C2是控制環路的補償元件。

    該電源的輸入電壓範圍可達85—265VAC，輸出電壓為5V，可提供0.8A的電流輸出。負載調整率為±1%，電源效率約為70%，輸出紋波電壓小於50mV。電路使用了最簡的設計，作為一些掌上型電器的電源供應器，完全可以滿足要求。