【经验】85~265V输入、30W输出低成本隔离电源参考设计
本文给出的参考设计提供隔离式12VDC、30W输出来为85VAC~265VAC输入的单相伺服和步进电机驱动器的控制电子器件供电。电源可直接来源于单相或三相交流电源。此参考设计电路采用了TOPSwitch-GX离线式开关IC TOP244Y为控制核心，并提供30W额定输出，其中满载额定效率可达80%。电源的线路和负载调节设计在5％以内。
特性
• 为伺服驱动器提供30W隔离式电源
• 宽交流输入（85VAC~265VAC）供电
• 负载和线路调节：5%
• 输入欠压/过压、输出过载和短路保护
• 防止反馈损耗
• 采用低成本的RCD箝位电路
• TOPSwitch-GXTOP244Y利用外部可调电阻设置限流值达到频率降低特性，使电源在空载调节时无需假负载，降低了电源的空载/待机功耗，改善EMI性能
• 无散热器设计需求
• 工作条件：在50℃环境下以开放式模式工作
• EMI符合CISPR22（FCCB）标准
原理图
此参考设计电路原理图请参考如下图1所示，其核心控制IC选用国际知名的AC-DC方案供应商Power Integrations（PI）提供的带故障反馈的离线式开关IC——TOPSwitch-GX系列的TOP244Y设计。利用此款离线式开关IC带给设计的好处如下：
• 降低系统成本
• 减小电源尺寸
• 提高效率
图1：带有外部流限（设置R1/R2阻值）编程、线路欠压及过压检测30W输出电源
利用TOPSwitch-GX TOP244Y设计优点及经验总结：
1）TOPSwitch-GX外置可调电阻R1、R2，可设定流限值，使其仅略高于低电压工作时的漏极峰值电流，约为缺省流限值的70%。这样设计可以选用更小的变压器磁芯或更高的变压器初级电感，以降低TOPSwitch-GX功耗，同时避免启动和输出瞬态情况下变压器磁芯出现饱和。
2）电阻Rl和R2提供电压前馈信号，使流限可随电压而降低，从而限定在高输入电压时的最大过载功率。前馈功能与内置的软启动功能相结合，可以使用反射电压较高、低成本的RCD箝位电路（R3、C3和D1）在最差条件下将TOPSwitch-GX TOP244Y的漏极电压限定在留有足够空间的安全范围内。电阻R4实现线电压检测，将UV设定为100VDC，OV设定为450VDC。
3）TOPSwitch-GX TOP244Y增大了最大占空比（至少75%），因而可以使用更小的输入电容（C1：400V/68μF）。
4）TOPSwitch-GX采用低成本RCD箝位，最大占空比更大，反射电压更高，因而T1可以使用较高的初次级匝数比，以降低次级整流管D8上的峰值反向电压。因此，15V以下输出可使用肖特基二极管整流器，能极大地改善电源效率。
5）电路采用简单的齐纳检测电路来降低成本。输出电压稳压由齐纳二极管（VR2）电压及光耦合器（U2）和电阻R6上的压降决定。电阻R8提供进入齐纳二极管的偏置电流，产生对12V输出电平、过压过载和元件变化时±5%的稳定度。
总结：
基于Power Integrations（PI）提供的带故障反馈的离线式开关IC-TOPSwitch-GX TOP244Y可使隔离电源设计更容易、成本更低廉、效率更高，对本设计有问题或感兴趣可以留言或直接电话联系世强，谢谢。
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