基于TOP247Y的电机伺服系统用多路开关电源设计

李 君，曾岳南

（广东工业大学自动化学院，广东 广州510006）

0 引 言

本文介绍了一种多路输出的单端反激式开关电源的设计方法，该电源主要是为功率开关器件的驱动电路以及系统控制板提供稳定可靠的电压。所设计的开关电源由美国公司（Power Integration Inc）开发的TOP Switch－GX系列新型智能高频开关电源集成芯片及其外围电路构成。采用PWM控制实现DC／DC变换，通过调节占空比来保证输出电压的稳定。

1 TOPSwitch－GX系列的性能特点

TOPSwitch－GX系列芯片是Power Integrations公司在第三代单片开关电源TOPSwitch－FX的基础上推出的第四代开关电源芯片。与TOPSwitch－FX相比，TOPSwitch－GX系列产品有如下优点：① 输出功率扩展到290 W；②新增加了线路检测端（L）和从外部设定极限电流端（X）这两个引脚，用来代替TOPSwitch－FX的多功能端（M）的全部控制功能，使用更加灵活、方便；③ 更宽的占空比，使得输出功率更大、输入电容器更小；④Y／R／F型封装有分开的线路检测端与电流限制端；⑤ 线路前馈缩小了最大占空比DMAX，以抑制脉动纹波，并在电网电压较高时限制DMAX；⑥ 最大工作频率提高到132 k Hz，减少了变压器和电源的尺寸；⑦ 当开关电源的负载很轻时，能自动将开关频率从132 k Hz降低到30 k Hz（半频模式下则由66 k Hz降至15 k Hz），可降低开关损耗，进一步提高电源效率；⑧ 采用较先进的节能的EcoSmart集成电路技术，显著降低了功耗，在110 V AC时为80 m W，在230 V AC时为160 m W。

2 开关电源设计

2.1 设计参数

交流输入电压最小值umin＝85 V，交流输入电压最大值umax＝265 V，电网频率f＝50 Hz，控制芯片开关频率f＝132 k Hz，输出电压、电流U01＝U02＝U03＝U04＝15 V提供四路独立电源为功率器件提供驱动电压，U05＝15 V、U06＝－15 V、U07＝5 V为驱动板及控制板芯片提供供电电压。……