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TOP227Y恒流恒压工作原理简介与优化

【摘要】:它采用一片TOP227Y型单片开关电源,配TL431A精密稳压源及PC817A型线性光耦合器。TOP227Y电路有两个控制环路:电压控制环路和电流控制环路。电流控制环则由VT1、VT2、电流检测电阻R11、光耦合器IC2、电阻R9、R7、R8、R12和电容C10组成。在启动时,瞬态峰值电压使VT2导通,R12对发射极电流进行限制。图6-1 恒流恒压TOP227Y开关电源原理图

图6-1所示为恒流、恒压LED驱动电源原理图。它采用一片TOP227Y型单片开关电源(IC1),配TL431A精密稳压源及PC817A型线性光耦合器(IC2)。230V交流输入电压经由C1C3L1组成的EMI低通滤波器整流桥UR和输入滤波电容C4得到大约为325V的脉动直流高压V1,再通过一次绕组接到TOP227Y的漏极。R2是电容C4的泄放电阻,防止电路在断电瞬间电容C4的高压对IC1造成冲击,C4中所存储的电能对电路测量维修不利。在交流电进入电路前由EMI低通滤波,以防止20MHz以下的电磁干扰和电源进线的传导干扰。RT是热敏电阻,超过温保护的作用,RT的选用非常重要,否则将使功耗增加,RT的作用使C3C15在放电时将电流旁路,避免L、N进线带电。IC1在高频工作期间,高频变压器一次绕组因漏感会产生尖峰电压,利用VD1R3C5组成尖峰电压钳位电路,它与VS1~VS3一起,对MOSFET开关管电压VDS进行分压钳位,以保护IC1不受损坏。二次绕组电压经VD2、VD3整流、C10滤波后,再通过L2C9滤波后,获得7.5V直流电压输出,VD2、VD3是一只共阴极的肖特基二极管,反向恢复时间只有10ns。反馈绕组的输出电压经VD4C7整流滤波后得到25V的反馈电压,经R5限流为光耦合器IC2的光敏晶体管提供电源。C6是旁路电容,与R6一起兼作频率补偿并决定自动重启频率,R6又为反馈绕组的假负载,限制反馈电压的升高。

TOP227Y电路有两个控制环路:电压控制环路和电流控制环路。电压控制环路由VS4和IC2组成。它的作用是:当输出电流较小时,电路控制在恒压输出模式,这时稳压二极管VS4有电流通过,输出电压由稳压二极管的稳压值和光耦合器中的发光二极管正向压降所决定。电流控制环则由VT1、VT2、电流检测电阻R11、光耦合器IC2、电阻R9R7R8R12和电容C10组成。图中R11检测输出电流值。R7R8分别用来设置VT1、VT2集电极电流值。R7决定电流控制环的直流放大倍数。C10是频率补偿电容,防止产生自激振荡。在启动时,瞬态峰值电压使VT2导通,R12对发射极电流进行限制。R9的作用是将VT2的导通电流经VT1旁路掉,使电流不经过R10进入IC2的发光二极管。电流控制环的工作过程是:当输出电流Io接近1A电流时,VR4↑→VT2导通→VR8↑→VT1导通→IC1↑,使光耦合器发光二极管亮度增加,迫使占空比D下降,促使输出电压Vo下降。由于Vo的下降,VDZ1不被击穿,它没有电流通过,因此,这时电压控制环开路,驱动电源转入恒流模式。

该电源既可以工作在7.5V的稳压输出状态,又能在1A受控电流下工作,恒流输出的准确率为5%。当输入电压为85~265V时,交流输出电压变化很小,当输出电流Io=0.98A时,电流控制环不起作用,但一次电流仍受TOP227Y的最大电流的限制,这时VR8上升,通过VT2、VT1使光耦合器电流快速下降,迫使TOP227Y进入自动重启状态。这说明,当电流控制环失控时,电路会立即从恒流模式转入自动重启状态,将输出电流Io拉下来,起着过电流保护的作用。

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图6-1 恒流恒压TOP227Y开关电源原理图