摘 要：介绍了利用topswitch构成的反激变流器．井从传递函数补偿的角度分析了反馈电路的设计方法。通过反馈电路结构和参数的调整，变流器的输出电压纹波大幅度减小，抗干扰性能得到了加强，效率有所提高。

    关键词：单片开关电源；反激；反馈：传递函数

    0 引言

    近年来，中小功率的开关电源向着单片集成化的方向发展。1997年，美国功率集成公司(power integration inc，简称pi公司)推出三端单片电源topswitch-ii系列。该系列产品将mosfet和控制电路集成在一起，不仅提高了电源效率，而且使电源的体积和重量大为减小。

    由于top系列单片电源的集成度很高，外围电路十分简单，本文在试验的基础上分析并改进了反馈网络，验证了其对电路性能提高的有效性。

    1 topswitch开关电源反馈电路设计

    topswitch的外围电路主要分为输入整流滤波电路、钳位保护电路、高频变压器、输出整流滤波电路和反馈电路5部分。其中前4部分电路设汁可以在pi公司的网站上找到专用的设计软件进行计算，电路的参数和器件型号都能满足topswitch开关电源的需要。

    至于反馈电路，由于pi公司没有专用的工具，所以必须根据电路的实际情况进行设计。单片开关电源的反馈形式虽然有很多，但可以归结为图1所示的4种基本形式。其中图1(a)为基本反馈电路，电路简单但稳压性能较差，负载调整率只能达到s1=±5％；图1(b)为改进型反馈电路，增加了一只稳压管d5，可以使s1改善到±2％；图1(c)为带稳压管的光耦反馈电路，相当于给topswitch增加一级外部误差放大器，再与内部误差放大器配合使用，可以对输出电压进行调整，s1可到达±1％；图1(d)为带tl431的光耦反馈电路，用三端线性稳压管代替图l(c)中的稳压管d5，从而对输出电压进行精细调整，s1=±o.2％。

    设计开关电源时，一般根据实际技术要求选择合适的反馈电路，本文就图l(d)的反馈形式进行分析。并给出较为实用的电路结构，图2是应用top224及精密反馈电路构成的反激变流器，交流通用输入(85~265v)，多路输出，要求主输出电压纹波在0．5％以内，负载调整率s1=±0.2％。

    对于图2电路，主要就是要确定r4、r5、r6及r7的值。电路利用输出电压与t1431构成的误差比较器，通过光耦pc817线性关系的电流变化控制topswitch的ic，从而改变pwm宽度，达到稳定输出电压的目的。从topswicth的流入控制脚c的电流ir与占空比d成反比关系，如图3所示。

    为使pwm线性调节，控制脚电流ir应在2~6ma之间，而ic是受光耦二极管电流if控制的，由于光耦pc817是线性光耦，二极管正向电流if在3ma左右时，三极管的集射电流ice在4ma左右，而且集射电压vce在很宽的范围内线性变化。因此确定选pc817二极管正向电流if为3ma。

    从tl431的技术参数知，vka在2.5~37v变化时，ika可以在1~100ma内大范围变化，一般选20ma即可，既可以稳定工作，又能提供一部分死负载。

    由以上分析，可以得到一组关系式，有

    式中：vf是pc817二极管压降；

    vr是tl43l参考端电压；

    vc是输出电压。

    根据以上计算得到：r4=10kω、r5=10k、r6=470ω、r7=150ω。

    使用以上参数构成的反激变流器，由于高频变压器漏感的存在以及pcb的布局不够合理，使得输出电压纹波较大，达到150mv(=3％)，所以必须对控制电路进行改进，进一步提高控制环路的增益和带宽，改善电路的瞬态响应，以降低输出纹波。

    topswitch的控制函数有两个极点，第一个极点频率为7khz，它是由内部阻容元件构成的低通滤波器决定的，其截止频率为7khz，能滤掉开关噪声电压，而对误差电压只产生很小的相移。第二个极点频率为1.7khz，是由自动重启动电容c8(47μf)和控制端动态阻抗zc决定的，该极点适用于开关电源在不连续模式且占空比d<50％情况下。

    反激变流器的控