【例1-6】 30W/12V输出开关电源电路三

图1-6所示电源电路具有成本低，元件数量少，小巧轻便，能效高，空载和待机功耗低等特点，在265V交流输入时的空载功耗小于250mW，在50°C环境下工作时输出功率为30W，无须使用外部散热片，具有精确的自动恢复、迟滞特性的过热关断功能，使PCB的温度在各种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，并具有出色的输入电压调整率和负载调整率，符合EN55022和CISPR-22B对EMI限制的要求，EMI裕量大于10dBμV。

图1-6 30W/12V输出开关电源电路三

图1-6所示的隔离反激式变换器采用P封装（8脚DIP封装）的TOP257PN(U2)器件，无须使用外部散热器件，降低了成本。TOPSwitch-HX系列器件以经济高效的方式将一个700V的MOSFET、高压开关电流源、PWM控制器、热关断保护电路、故障保护电路及其他控制电路集成在一个单片器件内。为了改善大型号TOPSwitch-HX系列Y封装器件在抗噪声方面的性能，使用一个信号接地(G)引脚替换了F引脚（TOP259～261YN的开关频率固定在66kHz）。此引脚充当C引脚电容与X引脚电阻的低噪声通道，只对TOP259～261YN封装器件有这样的要求。TOPSwitch-HX系列器件引脚功能如下：

（1）漏极(D)引脚。MOSFET漏极引脚，该引脚通过内部的开关高压电流源提供启动偏置电流，也是漏极电流的内部限流检测点。

（2）控制极(C)引脚。误差放大器及反馈电流的输入脚，用于占空比控制。与内部并联调整器相连接，提供正常工作时的内部偏置电流，也是电源旁路和自动重启动/补偿电容的连接点。

（3）外部限流(X)引脚（用于Y、M和E封装）。外部限流调节和远程开/关控制的输入引脚，连接至源极引脚则禁用此引脚的所有功能。

（4）多功能(M)引脚（仅限P和G封装）。此引脚集Y封装的电压检测(V)及外部限流(X)引脚功能于一体，连接至源极引脚则禁用此引脚的所有功能，并使TOPSwitch-HX以简单的三端模式工作。

（5）电压检测(V)引脚（仅限Y和M封装）。它是过压(OV)、欠压(UV)、降低Dmax的电压前馈、输出过压保护(OVP)、远程开/关和器件重置的输入引脚，连接至源极引脚则禁用此引脚的所有功能。

（6）频率(F)引脚（用于TOP254～258Y封装与E封装）。如果连接到源极引脚，则开关频率为132kHz；如果连接到控制极引脚，则开关频率为66kHz。P、G和M封装以及TOP259～261YN只能以66kHz开关频率工作。

（7）信号接地引脚(G)（仅限TOP259～261YN）。C引脚是X引脚电阻的返回回路。

（8）源极（S）引脚。这个引脚是MOSFET的源极连接点，用于高压功率的回路，它也是初级控制电路的公共点及参考点。

在图1-6所示电路中，AC输入通过VD4～VD7进行整流，通过C6和C11滤波后的直流电压输入至初级侧功率元件T1和U2上。C5、C12和共模扼流圈L2提供EMI滤波，热敏电阻RT1可以限制AC电路的浪涌电流。为了优化各种负载下的效率，U2需工作在从空载到满载4种模式下，这4种模式分别是：多周期调制、固定频率PWM(30kHz)、多频率PWM及固定频率PWM(66kHz)。在所有模式下，控制器均会保持占空比和控制极引脚电流之间的线性关系，以实现各模式之间的无缝切换。

二极管VD3、C2、R1和VR1构成初级钳位电路，确保U2漏极节点上的最大电压低于700V。T1次级侧产生的电压经VD1整流和C3滤波后的输出电压为12V。将LC后级滤波器（C4，L1）连接至此输出端可以降低输出纹波。使用TL431参考电压(U4)控制输出电压，电阻R4为U4提供偏置电流，反馈到U4的低频信号来自R5和R8分压电路，此电路的中心点与U4的REF（2.5V）引脚相连。电容C8和电阻R6降低了U4的高频增益，电阻R9设定环路增益。

将RCD钳位电路（C2、R1和VD3）设计为正常工作模式，使轻载时的效率达到最高。齐纳二极管VR1提供预设的最大钳位电压，在出现负载瞬态或过载时导通。可用FR106型快速恢复二极管代替VD3，以增加漏感能量恢复和提高效率。在本设计中，电源工作模式为连续模式，KP值为0.5。M引脚短接到源引脚，将限流点设定为与内部器件限流点相同。