《多路输出开关电源设计》(8)

青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 为了提升滤波效果,在电路后需要再次串联一个LC滤波电路,进行后级滤波。选择电感L的参数时,应该选择使用直流电阻数值小的电感或是增大线径，在设计过程中经常选择使用电感L值为3.3μH的电感值[37]；选择的电容器要求它的ESR很小，电容容量在100μF和330μF数值之间取，本设计选取的容量为330μF。

4.6 输出端稳压电路设计

本设计输出端选用LM2575系列开关稳压集成电路，以次来达到稳定输出电压的目的，其电路结构如图4-6所示：

图4-6 输出稳压电路

LM2575系列开关稳压集成电路是美国国家半导体公司生产的1A集成稳压电路，它内部集成了一个固定的振荡器，只须极少外围器件便可构成一种高效的稳压电路，可大大减小散热片的体积，而在大多数情况下不需散热片；内部有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等；芯片可提供外部控制引脚。

1、LM2575T芯片主要参数如下： 最大输出电流:1A ； 最大输入电压:45V ；

输出电压:3.3V、5V、12V、15V、ADJ(可调) ； 振荡频率: 54kHz；

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 最大稳压误差:4%；

转换效率: 75%~88% (不同的电压输出的效率不同)。 2、引脚功能

图 4-7 TO－220封装实物图引脚

VIN : 未稳压电压输入端；

OUTPUT : 开关电压的输出端,外部连接有快恢复二极管UF5400和电感线圈； GND :公共端；

FEEDBACK: 反馈输入端；

ON/ OFF : 控制输入端，接公共端时，稳压电路工作；接高电平时，稳压电路停止。 3、基本原理

图 4-8 LM2575系列开关稳压集成电路内部结构框

LM2575的内部框图如图4-8所示，该框图对应于TO－220封装的引脚。其中R1=1kΩ（ADJ时开路），R2分别为1.7kΩ（3.3V）、3.1kΩ（5V）、8.84kΩ（12V）、11.3kΩ（15V）和0（ADJ），可以看出LM2575内含52kHz振荡器、基准电路、热关断电路、电流限制电路、放大器、比较器及内部稳压等电路。

将稳压输出的电压接到反馈输入端的目的是同内部电压基准比较，若电压偏低，则用放大器来控制内部振荡器以提高输出占空比，从而提高输出电压。

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 4.7 电路原理图

由第2章对开关电源的工作原理及分类的分析，选取适当的电路拓扑及工作方式，以及本章对各具体电路模块的分析，参数计算和选取后，绘制出具体的电路原理图。电路如图4-9所示，为能够提供两路电压输出的单端反激式开关电源原理图。

图 4-9两路输出开关电源原理图

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青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文） 5 总结

5.1 全文总结

本文设计了一款基于TOP223P芯片的单端反激式+5V和+12V两路输出开关稳压电源，其输出的功率大小为8W。通过运算、分析，得到了各种芯片及各种元器件的参数范围，并且结合设计的电路结构选择出了合适的元器件，从而实现了开关电源的设计。完成的主要工作为：

本文首先介绍了开关电源的发展历史和向着高频化、高效化、轻便化改进的发展趋势。重点讲述了开关电源的工作原理，分析了开关电源的几种调节模式和几种工作电路。

根据设计指标的要求确定设计的电源的基本性能指标。对开关电源进行了系统的设计：包括主电路拓扑结构的选择，反馈控制方式选择等，确定了电路的整体框架结构。并根据电源电路的整体结构，对电路各模块进行分析和设计。包括EMI滤波器电路，保护电路、反馈电路以及输入输出整流滤波电路的设计和参数计算，介绍了高频变压器的设计过程，给出了电路的整体原理图。

进而通过分析确定了电路所需要的元器件，包括TOP223P、TL431三端可调分流基准电压源、LM2575 系列开关稳压集成电路和几种不同型号的二极管等。最后设计出了完整的总电路，而且经过详细的计算确定了电路中各元器件的参数，例如高频变压器的参数、电阻阻值、电容、电感的大小、二极管型号等等。

5.2 工作展望

本设计对开关电源的多方面进行了分析和研究，但是设计中还是有不足之处，由于时间和条件的限制以及笔者的研究精力有限而未能兼顾。总结后认为有以下几个方面需要改进：

(1)电源实际测量的效率与设计指标中要求的存在一定误差，下一步需要对电路的各种损耗进行深入的分析和研究，以提高电源效率，降低电路损耗。

(2)由于时间关系本文未进行高频变压器和电源的整体电路的建模和仿真，下一步可以学习相关软件并对其进行仿真，这样可以提高设计的效率和准确度。

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