作者：宋鑫欣 王林 于海鷹 沈光地

        摘  要：介紹一種雙路輸出的高效、精密、復(fù)合式開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法。該電源既具有開關(guān)電源的高效，同時(shí)又具有線性穩(wěn)壓電源的穩(wěn)壓特性好的特點(diǎn)，因而是一種集開關(guān)電源與線性電源優(yōu)點(diǎn)于一身的較為理想的實(shí)用化電源。

        關(guān)鍵詞：開關(guān)電源；復(fù)合；低壓差線性穩(wěn)壓器；線性電源        

        當(dāng)前眾多開關(guān)穩(wěn)壓電源，雖然體積小，效率高，但輸出電壓的紋波較大，尤其對于多路輸出開關(guān)電源，通常不能同時(shí)保證多路輸出的高穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源輸出電壓穩(wěn)定性雖高，但缺點(diǎn)是電源效率低，還必須配備笨重的工頻變壓器。為此，本文介紹了一種雙路輸出的復(fù)合式開關(guān)穩(wěn)壓電源，該電源采用TOPSwitch器件作為前級穩(wěn)壓器，給低壓差線性穩(wěn)壓器LT1528提供直流輸入電壓，然后利用低壓差線性穩(wěn)壓器LT1528獲得高質(zhì)量的穩(wěn)壓輸出。實(shí)驗(yàn)證明該電路具有良好的性能，有很高的實(shí)用性。

        1  復(fù)合式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)

        復(fù)合式開關(guān)電源的電路構(gòu)成框圖如圖1所示，該電源主要由TOPSwitch器件與低壓差線性集成穩(wěn)壓器（LowDropoutRegulator）LT1528CT構(gòu)成。
        

        1．1  TOPSwitch器件

         TOPSwitch系列芯片是PowerIntergretion公司生產(chǎn)的開關(guān)電源專用集成電路。TOPSwitch-Ⅱ只有3個(gè)引出端，漏極D為主電源輸入端、控制端C為控制信號輸入端、 源極S是電源公共端，也是控制電路的基準(zhǔn)點(diǎn)。該芯片將脈寬調(diào)制PWM控制系統(tǒng)的全部功能集成到三端芯片中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能框圖如圖2所示，包括脈寬調(diào)制器、功率開關(guān)場效應(yīng)管MOSFET、自動偏置電路、護(hù)電路、高壓啟動電路和環(huán)路補(bǔ)償電路等。使用該芯片設(shè)計(jì)的單端反激式開關(guān)電源，電路結(jié)構(gòu)簡潔、成本低、且性能非�？煽�。

        1．2  低壓差線性集成穩(wěn)壓器LT1528

        低壓差集成穩(wěn)壓器是近年來問世的高效率線性穩(wěn)壓集成電路。傳統(tǒng)的三端集成穩(wěn)壓器普遍采用電壓控制型，為保證穩(wěn)壓效果，輸入輸出壓差一般取2～4 V以上，否則不能正常工作。低壓差穩(wěn)壓器采用電流控制型，并且選用低壓降的晶體管作為內(nèi)部調(diào)整管，能夠把輸入輸出壓差降低到0．6 V以下，大大提高了電源的轉(zhuǎn)換效率。

        LT1528是Linear Technology公司生產(chǎn)的一種最大輸出電流為3A、具有反向輸入保護(hù)、過流保護(hù)等多種保護(hù)功能的可調(diào)式低壓差線性集成穩(wěn)壓器。圖3給出了該器件的電壓降與輸出電流的關(guān)系曲線，由該曲線可以看出對應(yīng)輸出電流為1 A時(shí)，LT1528的輸入輸出壓差僅為0．3 V，當(dāng)電流增大到3 A時(shí)，壓差也僅為0．6 V。因此LT1528自身具 有很小的功耗，為此，選由該器件作為復(fù)合式開關(guān)穩(wěn)壓電源的線性穩(wěn)壓器。圖4給出該芯片5-lead TO-220管腳封裝結(jié)構(gòu)示意圖。其中VIN和OUTPUT分別為電壓輸入端和輸出端，GND為公共端，SENSE和SHDN分別為調(diào)整端和控制端。LT1528的輸出電壓可調(diào)節(jié)范圍為3.3-14V。該器件的典型應(yīng)用電路如圖5所示，其輸出的電壓值由式（1）決定，其中VSENSE=3.3V；在25℃時(shí)ISENSE=13.μA。

        1．3  復(fù)合式開關(guān)電源電路的設(shè)計(jì)

        圖6所示的電路是該復(fù)合式開關(guān)電源的原理圖。固定220 V交流（±15％）輸入，雙路輸出電壓＋5 V／1．5 A，－5 V／1．5 A，輸出功率約為15 W。電路包括輸入整流濾波、TOP222脈寬調(diào)制、高頻變壓器、電流反饋、低壓差線性穩(wěn)壓、整流