双路输出式精密开关电源，支持5V和12V（150W）

由TOP227Y构成5V、12V（150W）双路输出式精密开关电源的电路如图2-22所示。交流输入电压为110V/220V，在低压输入时电源效率可达到77%（典型值）。图中的交流电源进线端的L（Line）代表火线，N（Neutral）代表零线。S为电源选择开关。当S闭合时选择110V倍压整流电路，其工作原理如图2-23所示。假定在交流电的正半周d点呈正电位，b点为负电位，此时整流桥中的二极管VD_b和VD_c导通，VD_a与VD_d截止，参见图2-23a。110V交流电就沿下述途径对C₁充电：u→d→C₁→VD_c→b，将U_C1充到约2×110V=155V，极性为上端正、下端负。在负半周时b点呈正电位，d点变成负电位，等效电路如图2-23b所示。此时VD_a、VD_d导通，VD_b、VD_c截止，电流沿着u→b→VD_a→C₁₀→d的路径对C₁₀充电，使U_C10≈155V，极性仍为上端正、下端负。显然，整流滤波器的实际输出电压U_O=U_C1+U_C10≈2×155V=310V，从而实现了倍压整流。即使在低压输入时也能获得额定的直流高压。因VD_a和VD_c的导通压降很小，TOP227Y的动态导通电阻也可忽略不计，故整流滤波器的负载即高频变压器的一次绕组阻抗Z_T。R₁₀和R₁₁为均衡电阻，可以平衡C₁₀、C₁上的电压，避免某一电容因压降过高而被击穿。此外，在断电后这两只电阻还给电容提供了泄放回路。

图2-22 由TOP227Y构成5V、12V（150W）双路输出式精密开关电源的电路

图2-23 110V倍压整流电路的原理

a）电源正半周 b）电源负半周(www.xing528.com)

当S断开时就选择220V交流电。此时C₁₀与C₁相串联，总电容量变成235μF。在交流进线端接入的电磁干扰滤波器（EMI filter），由共模扼流圈L₂和C₆～C₈、C₃和R₁₂构成。C₇与C₈的中点应接通大地G。L₂与C₇、C₈用来抑制共模干扰，C₆和C₃专门滤除串模干扰。因C₆的容量较大（0.47μF），在其上并联电阻R₁₂，在断电后C₆经R₁₂进行放电，可避免电源进线端L、N上带电。鉴于TOP227Y在关断的瞬间，高频变压器的漏感会产生尖峰电压，现利用VD₁、R₁₃、C₁₁组成漏极钳位电路，再由稳压管（亦可用P6KE200代替）VD_Z1～VD_Z3对漏-源电压U_DS进行钳位。上述措施能有效地保护功率MOSFET不受损坏。

高频变压器二次绕组的两个绕组分别为N_S1、N_S2。滤波电感L₁的两个共模绕组依次是L_1a、L_1b。利用L_1a和L_1b的互感，能增加L₁的等效电感量，对共模干扰具有更强的抑制作用。N_S1上的电压经过VD₂、L_1a和C₁₅整流滤波，获得+12V、6.2A的稳压输出。VD₂选用MUR1610A型超快恢复二极管，其平均整流电流I_d=16A，反向耐压U_RM=100V，反向恢复时间t_rr=35ns，采用的是TO-220封装。VD₆和VD₅均为续流二极管。N_S2的电压通过VD₃、L_1b和C₂整流滤波后，得到+5V、15A的稳压输出。为提高对高频大电流进行整流时的效率，VD₃采用了MBR3045型肖特基共阴对管，现将内部的两只管子作并联使用。其主要参数如下：I_d=30A，U_RM=45V，t_rr＜10ns，采用TO-220封装。C₁₄和R₈能抑制VD₅上的高频衰减振荡（亦称“振铃”）。

外部误差放大器由TL431组成。举例说明，当+5V输出电压升高时，经R₄、R₅分压后得到的取样电压，就与TL431中的2.5V带隙基准电压进行比较，使K点的电位降低，LED的工作电流I_F增大，再通过光耦IC₂（CNY17-2）使控制端电流I_C增大，TOP227Y的输出占空比减小，使U_O2维持不变，达到稳压目的。+12V稳压值U_O1则由TL431、光耦中的LED正向压降来设定。R₁是LED的限流电阻。误差放大器的频率响应由C₉、R₆和R₄来决定。C₁₂可适当降低误差放大器的高频增益。R₇与C₁₃能改善外部误差放大器的瞬态响应。C₅的作用有三个：滤除控制端上的尖峰电压，决定自动重启动频率，和R₃一起对控制回路进行补偿。

该电路的特点是以+5V、15A作为主输出（引入反馈），+12V、6.2A为辅输出（未加反馈），因此主输出的稳压性能要优于辅输出。改进方案是将辅输出也按一定比例反馈到TL431的2.50V基准端U_REF，这对于提高辅输出的稳压性能至关重要。