【经验】35W LCD显示器电源采用隔离反激式转换器TOP258PN，满足待机和空载功耗要求较低的高效率方案
本文讲述Power Intagrations推出的TOPSwitch-HX系列隔离反激式转换器TOP258PN在LCD显示器电源中的应用。输入电压为90 - 264 VAC，输出电压为5 V, 15 V，采用反激式拓扑结构。
设计特色
·高效率
·满载效率>82%（符合CEC/能源之星2008对82%带载效率的要求）
·输出功率为35 W，在50°环境下工作时无需使用外部散热片
·空载和待机低功耗
·在输入功率<1 W时，待机输出功率为0.55 W
·在230 V交流输入时的空载功耗<160 mW
·集成的安全及可靠性能：
·精确的、自动恢复且具有迟滞特性的过热关断功能使IC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
·输出过压保护可针对锁存或自动恢复进行配置
·符合EN55022和CISPR-22 Class B的传导EMI要求，EMI裕量 >10 dBμV
图 1. 通用输入、35 W输出的LCD电源，采用TOP258PN采用设计,无需使用外部散热片工作原理 图1所示的隔离反激式转换器以TOPSwitch-HX IC系列中的 TOP258PN (U1)为设计核心。选择P封装（8脚DIP封装）的器件， 可无需使用外部散热器件以降低成本。典型应用包括LCD显示器电源，它通常要求较低的待机和空载功耗。
AC输入在初级侧功率元件（T1和U1）上进行整流(D1–D4)、滤波 (C4)和连接。选择二极管D1和D3作为快速二极管，实现更好的 EMI性能。EMI滤波由元件C4、C5、L1、C7和C11提供。热敏电 阻RT1可以限制流入输入AC电路的浪涌电流。
为了优化各种负载下的效率，U1需要在四种模式之一下工作。 从空载到满载，这四种模式分别是：多周期调制、固定频率PWM (25 kHz)、变频率PWM以及固定频率PWM (66 kHz)。在所有模 式下，控制器均会保持占空比和控制引脚电流之间的线性关系， 以实现各模式之间的无缝切换。
图 1. 通用输入、35 W输出的LCD电源，采用TOP258PN采用设计,无需使用外部散热片
齐纳二极管VR2和电阻R5形成了锁存输出过压保护(OVP)电路。 输出端电压的增加同时也会导致偏置绕组输出端电压的增加。 齐纳二极管VR2将击穿，电流将流入U1的M引脚。当M引脚的电 流超过112 μA时，M引脚的内部电压将降低0.5 V。如果M引脚的 电流超过336μA，过压条件将导致锁存关断。如果M引脚的电流在 112 μA和336 μA之间保持>100 μs，将出现迟滞关断的情况。电 阻R5决定了M引脚的电流。
输出电压反馈来自两端的输出以实现更好的交压稳压。电容 C19和电阻R14形成相位提升网络，提供充足的相位裕量，以确 保在整个工作电压范围可以稳定地工作。在只有5 V输出加载时， 电阻R19和VR3可改善交叉稳压，防止15 V输出在高规格下工作。
设计要点
·电容C5是去耦电容，与DC电源相连，毗邻高频开关电路，用 于降低差模EMI。
·如果需要过压锁存保护，应将R5的值降低到20 Ω，以使更多电 流流入M引脚。
·将RCD箝位（R6、R7、C6和D5）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提供预设的最大箝位电 压，通常在出现瞬态负载或过载时导通。
·次级侧缓冲器（R11、C12、R12和C16）降低高频次级二极管 振荡和改善EMI。
·在三线制输入的系统中，将Y电容放置在相线／中线与地线之 间，以减少共模EMI。
·由于输出回路已与安全接地端连接，因此可采用2.2 nF的Y电 容（C7和C11）。对于浮动输出，由于存在线电压频率漏极流 限，最大电容通常被限制在1 × 2.2 nF。
·软启动电容C20确保在启动时无输出过冲。启动后，二极管 D9将此电容隔离在反馈回路之外。电阻R16为此电容放电到 5 V负载提供了路径。
表 1. 变压器参数。（NC = 无连接）
图 2. 最差情况下的传导EMI (230 VAC)
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品牌：PI
品类：Energy Efficient, High-Power Off-Line Switcher with Accurate Primary-Side Regulation (PSR)
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现货：3,840
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