摘要：本文提出了数显高效复合式开关电源的设计方法和具体方案。复合式电源兼有开关电源与线性稳压电源之优点，是设计多用途、高效开关电源的一种优化方案。若配有LED数字显示装置，即可用数字形式实时显示出输出电压的准确值，便于观察和进行调试。
关键词：复合式开关电源 线性稳压电源 LED数字显示
复合式开关电源亦称高效一体化稳压电源，它是设计多用途、高效开关电源的一种优化方案。众所周知，线性稳压电源的输出电压稳定度很高，纹波电压很小，但其缺点是电源效率低。而开关稳压电源的电源效率很高，但电压稳定度较低，纹波电压较大。本设计方案将二者结合起来，把开关电源当成前级稳压器，而把低压差集成稳压器作为二次稳压器，即可构成理想的高效、精密稳压电源。这种复合式电源兼有开关电源与线性稳压电源之优点[1]。
1 复合式开关型电源的总体设计方案
数显复合式开关电源总体设计方案见图1。
2 开关电源部分
开关电源部分可采用半桥脉宽式电路，双向磁化效率高。见图2。也可采用TOPSwitch、TNY256、L4960等单片式开关电源。
2.1 开关电源的300V部分
300V部分，包括电磁兼容低通滤波器，它是防止电源高频干扰串入电网中，同时又可滤除电源电网对本电源的干扰。桥式全波整流电路，将220V,50HZ交流电转变为直流电。300Ｖ滤波电路，取出中点电压为150V。
2.2 半桥式逆变器
所谓逆变，即将直流信号转变为交流信号，这也是起振部分，半桥式逆变电路主要由两个导电臂和两个反并联二极管组成。其中V1、V2具有偏置电路和电阻，且不可能完全对称，故可以通过正反馈产生自激振荡。其自激起振频率取决于电路本身的铁磁振荡频率，一旦起振后，频率则取决于TL494的振荡频率。
2.3脉宽式调制器
本设计脉宽调制器采用集成电路TL494，为双列直插16脚芯片[2]。当PWM的第12脚有了+24V电压后，振荡器始振荡，第8脚、11脚轮流导通，使VT3、VT4轮流导通，经变压器T2去控制开关管VT1、VT2轮流导通。如果输出电压V0低于正常电压时，脉宽调制器输出的脉冲宽度变宽。如果输电压V0升高，则脉冲调制器输出的脉冲宽度变窄。通过调整脉冲宽度控制管子导通时间来维持输出电压V0 的稳定。
2.4输出部分和保护电路
输出整流电流，采用快速恢复二极管，进一步提高了开关电源的性能和效率。经后稳压补偿电感L限流稳流，输出更平滑，加电阻电容可吸收浪涌电压和减小噪声。
采用LM339四比较器运放集成块及外围电路，组成过压、过流、欠压较完善的三种保护电路。从而使保护集中控制，灵敏度高。
3线性集成稳压器
所配线性集成稳压器采用以下3种方案：
（1）配7805、7806、7809系列三端式集成稳压器，其外围电路简单，成本低廉，易于制作。
（2）配LM317型三端可调式集成稳压器，使输出电压连续可调为1.25∽35V。
（3）配MIC29710、BAF033等型号的低压差集成稳压器[3] ，可使复合式开关电源的效率得到进一步提高。
4数字显示部分
复合式开关电源配上数显部分，即可用数字形式显示输出电压的准确值，便于观察和调试。数显装置是由数字电压表构成。选用精密电阻进行分压，将ICL7107的量程扩展到20V ，由多路开关选择各路输出进行显示。因为芯片ICL7107采用双电源供电，能输出较大的电流，适合于驱动发光二极管（LED）数码显示器，并且ICL7107芯片内部包括7段译码[4]，可以用硬件译码的方法直接驱动发光二极管（LED）数码显示器，该显示方式采用共阳极数码管LED显示。
5设计特点
采用两级稳压的复合式开关电源，其电压调整率和负载调整率均可达到±0.1%。根据需要还可为复合式开关电源设有过压过流欠压较完善的三种保护电路。采用LM339四比较器运放集成块，使保护集中控制，灵敏度高。输出部分采用肖特基二极管（SBD）和快速恢复二极管（FDR），利用其正向导通压降小（仅0.4V左右），工作电流大（可达几千安），反向恢复时间极短（几纳秒）之特点，提高了低电压、大电流整流电路的功能和效率。
数字显示部分采用专用集成电路ICL7107，外围电路简单，易于制作。配接共阳极LED数码管，高亮度显示，并带有保护功能。
参考文献：
[1]杜永，傅仲文.一种高效复合式开关电源的设计[J].国外电子测量技术,2006,06,(1): 35
[2]薛永毅等编. 新型电源电路应用实例[M]. 北京:电子工业出版社，2002.3
[3]谭博学,苗汇静编. 集成电路原理及应用(第2版)[ M ].北京: 电子工业出版社,2008.
[4]沙占友编.新型特种集成电源及应用[M]. 北京:人民邮电出版社，1998.□
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