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TOP224设计恒流恒压充电器

     

     TO在众多的PI产品中,我最喜欢的是TOP Switch224设计的一款恒流恒压充电器设计,

     PSwitch-II系列的特点: 

     它是一种三端器件,利用CMOS技术将脉宽调制的所有功能集中到三端芯片中去。它的内部设有脉宽调制器、自动偏置电路场效应管、保护电路以及启动电路和环路补偿电路。这样大大增加的系统设计的安全性、可靠性。而且电路损失的功率也会明显下降,其外部电路简单明了,没有太过复杂。 它是电流控制型开关电源,因为芯片的引脚为漏极开路输出进而通过电流来调节AC/DC的占空比。 在输入交流电压的时候可以有较宽的尺度。像是110/115/230V的固定交流电压和85~265V的交流电压都可以。因为在85~265V的电压下工作的时候的工作条件相对于在固定的电压110/115/230V下工作的时候的工作条件更加的严格和严谨,所以对在85~265V的电压下工作的输出时的功率要限制在一定的范围内。 在输入频率的时候,其输入的范围相对较为宽松,基本上是在47~440Hz的范围内。 TOPSwitch-II系列是典型的三端器件,而且它有且只有3个输出端,但是它的每一个输出端都是具有很多功能的输出端,用起来方便,且成本低,体积小,具有4种反馈基本电路。它的工作模式可以分为两种,一种是连续的工作模式,另一种是不连续的工作模式。用它可以做成各种各样的开关电源,并且它的电源效率很高,一般可以达到百分之八十甚至最高可达到百分之九十。

   简单叙述由TOP224P设计的12V、20W的开关电源。 (1)采用一片TOP224P型三端单片开关电源,配PC817A型光耦合器,构成带稳压管的光耦反馈电路,能将85V~265V交流输入电源Ui变换成12V、1.67A的直流稳压输出。 (2)电路原理图的设计

   

                                

                                                top224芯片外接电路图


电路中使用两片集成电路:三端单片开关电源TOP224P(IC1)、线性光耦合器PC817A(IC2)。交流电源经过UR和C2整流滤波后产生直流高压UI,给高频变压器的一次绕组供电。VS1和VD1能将漏感产生的尖峰电压钳位到安全值,并能衰减振铃电压。VS1采用反向击穿电压为200V的瞬态电压抑制器P6KE200,VD1选用1A/600V的超快恢复二极管UF4005。二次绕组电压通过VD2、C4、L2、和C6整流滤波,获得12V输出电压UO。光耦中发光二极管的正向压降UF、R1上的压降这三者这和来设定的。改变高频变压器的匝数比和VS2的稳压值。R2和VS2还为12V输出提供一个假负载,用以提高轻载时的负载调整率。反馈绕组电压经VD3和C5整流滤波后,供给TOP224P所需偏压。由R2和VS2来调节控制端电流,通过改变输出占空比达到稳压目的。共模扼流圈L1能减小由一次绕组接D端的高压开关波形所产生的共模泄漏电流。C3为保护电容,用于滤掉由一次、二次绕组耦合电容引起的干扰。C1可减小由一次绕组电流的基波与谐波所产生的差模漏电流。 该开关电源模块的SVUi、S1IO、ηUi的关系曲线如图2.8所示。图2.8(a)示出当IO=1.67A时,电压调整率SV与交流输入电压Ui的关系。图2.8(b)示出在Ui=230V时负载调整率SI与输出电流IO的关系。图2.8(c)示出当PO=20W时电源效率与交流输入电压Ui的关系曲线。在上电过程中,直流高压UI建立之后需经地160ms(典型值)的延迟时间,输出电压UO才达到12V的稳定值。UO与UI的时序波形如图2.9所示。延迟时间t1=(180-20)ms=160ms。图中假定u=212V,UI=√2u=300V。若需增加软启动功能以限制开启电源时的占空比,使UO平滑地升高,应在VS2的两端并联一只软启动电容C8。C8的容量范围是4.7~47uF。当C8=4.7uF、10uF、22 uF、47 uF时,所对应的软启动波形如图2.9所示。上述4种情况下,软启动时间依次为2.5ms、2.5ms、4ms、8ms。在软启动过程中UO是按照一定的斜率升高的,能对TOP224P起到保护作用。断电后C8可通过R2进行放电。

   


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tabing_dt
LV.10
2
2016-04-18 09:44
通过取C8不同的电容值,可以得到不同的软启动时间?
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2016-04-19 18:30
如何恒流,如果恒流,最低可将电压拉到几V
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k8882002
LV.9
4
2016-07-07 23:40
R2为输出提供一个假负载,用以提高轻载时的负载调整率。
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x34242980
LV.9
5
2016-07-08 10:27
@k8882002
R2为输出提供一个假负载,用以提高轻载时的负载调整率。
TOP224T是PI的单片电源II系列里面最典型的三端器件,它只有3个输出端用起来方便,成本低,体积小。
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2016-08-15 15:24
TOP224P型三端单片开关电源用起来比较简单,效率中等,是隔离型的反激电源需要用到光耦反馈电路。
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2016-09-02 21:20
TOP Switch224其实并没有恒流功能,它是在变压器初级的峰值电流检测,想要设计的恒流恒压的话要外加运放等电路、
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木须
LV.4
8
2016-09-22 12:01

确定接上电池能正常启动吗?

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谢厚林
LV.12
9
2016-09-26 10:34
@木须
确定接上电池能正常启动吗?
看电池多大,可以在次级加软启动
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a2822964691
LV.8
10
2016-10-05 21:20
软启动功能以限制开启电源时的占空比,能对TOP224P起到保护作用,防止输入冲击过大。
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gdhe342
LV.9
11
2016-10-08 22:35
这款型号还是比较老了,但是做恒流恒压充电器设计不错,效率高
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tmpeger
LV.10
12
2016-10-14 23:11
@jtstianshui
如何恒流,如果恒流,最低可将电压拉到几V
可在输出端增加一个0.5 W的稳压管来对此升高的电压加以箝位,5v左右
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tmpeger
LV.10
13
2016-10-14 23:12
@gdhe342
这款型号还是比较老了,但是做恒流恒压充电器设计不错,效率高
这种小功率应用效率能做到80%以上肯定没问题
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2017-01-17 14:32
你这个稳压方式是靠稳压二极管来控制光藕的导通来反馈电压的,恒流是怎么处理的?
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tmpeger
LV.10
15
2017-02-05 11:37
@z1249335567
TOP224P型三端单片开关电源用起来比较简单,效率中等,是隔离型的反激电源需要用到光耦反馈电路。
TOP224P内部振荡器使内部电容在两个设定的电压值间线性充放电
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黑夜公爵
LV.10
16
2017-02-05 12:51
@a2822964691
软启动功能以限制开启电源时的占空比,能对TOP224P起到保护作用,防止输入冲击过大。
TOP224P的15ms软启动通过从低频PWM模式起到变频PWM模式再到全频模式的切换工作
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wengnaibing
LV.9
17
2017-02-05 18:44
@k8882002
R2为输出提供一个假负载,用以提高轻载时的负载调整率。
R2在这里不是假负载的作用,这个电阻主要是在输出电压很低时给431供电流的。
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wengnaibing
LV.9
18
2017-02-05 18:51
@tmpeger
可在输出端增加一个0.5W的稳压管来对此升高的电压加以箝位,5v左右
这个方案是12V、1.67A的直流稳压输出,为何要加一个0.5W的稳压管来钳位?还5V的?这样不是会影响电源的效率了?
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wengnaibing
LV.9
19
2017-02-05 18:52
@谢厚林
看电池多大,可以在次级加软启动
谢工,要怎么在次级加软启动呢?能否具体讲一下,最好有实际的电路图。
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tabing_dt
LV.10
20
2017-02-05 18:55
@亲爱的郭郭
你这个稳压方式是靠稳压二极管来控制光藕的导通来反馈电压的,恒流是怎么处理的?
楼主的这个恒压12V输出的,不够这边他是用靠稳压管来稳压的,精度肯定没431的好。
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tabing_dt
LV.10
21
2017-02-05 18:57
@tmpeger
这种小功率应用效率能做到80%以上肯定没问题
5V的系统功率功率大了,效率很多就70%多,,电源的其它输出电压效率基本都能上80%以上。
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fordfiash
LV.9
22
2017-02-06 22:37
@x34242980
TOP224T是PI的单片电源II系列里面最典型的三端器件,它只有3个输出端用起来方便,成本低,体积小。
恒流恒压的原理难道不会受外部负载的影响变化么,没有也不需要线性补偿么?
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谢厚林
LV.12
23
2017-02-08 10:53
@tabing_dt
5V的系统功率功率大了,效率很多就70%多,,电源的其它输出电压效率基本都能上80%以上。
想要效率高,可以使用INNO211X来做。
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2017-02-15 15:33
       三端器件自身是不带恒流功能的,你为什么不加个LM358这样的话精度会高好多。
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z1249335567
LV.8
25
2017-06-09 13:38
@jtstianshui
如何恒流,如果恒流,最低可将电压拉到几V
三端开关电源,用PC817A和TL431的做反馈电路,电流是用的初级方式。
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