特种集成开关电源的电路设计

恒功率型单片开关电源的特点是，当输出电压UO降低时，利用恒功率控制电路迫使输出电流IO增大，使二者乘积IO·UO不变，输出功率PO保持恒定。这种开关电源可作为高效、快速、安全的电池充电器，对笔记本电脑中的电池进行充电。恒功率输出特性近似为一条双曲线。

5.2恒功率型开关电源的设计示例

由TOP202Y构成的15V、15W恒功率型开关电源，电路如图6所示。当输出电压从15V（即100％·UO）降至7.5V（即50％·UO）时，恒功率准确度可达±10％。恒功率控制电路由VT1、VT2、VDZ3～VDZ5、R1～R7构成。VT1工作在饱和区。VT1和VT2应选参数一致性很好的3DK4B型开关管。R1为电流检测电阻，VT2用来监视R1上的压降。该电路具有温度补偿特性，能对VT1、VT2的偏压以及输出电压进行温度补偿。恒功率控制电路由5部分组成：

（1）恒流源电路（VDZ4、R7、R3），给偏压电路提供恒定的集电极电流IC1；

（2）带温度补偿的偏压电路（VT1、R2），其作用是给VT2提供偏置电压UB1，它的发射结压降UBE1与UBE2相等且具有相同的温度系数；

（3）电流检测电阻（R1）；

（4）电压补偿电路（VDZ2、R6、R4），可对VT2的发射结电压UBE2进行补偿；

（5）电压调节电路（IC2、VDZ2、R5），利用带稳压管的光耦反馈电路使UO在恒压区内保持恒定。

当IO较小时VT2截止，而VDZ2处于稳压区，开关电源工作在恒压输出方式下，UO=15V，此时恒功率控制电路不工作。设VT2的基极偏压为UB2，仅当UB2＋UR1=UBE2时，VT2才开始导通，而VDZ2立即截止，电路就从恒压控制迅速转入恒功率控制，并按下述正反馈过程UO↓→IO↑→UR1↑→IF↓→IC↓→D↑→IO↑，使PO保持不变。

恒功率型开关电源的输出特性如图7所示。从图中可见，当 UO=15V时IO=1.02A，PO1=15V×1.02A=15.3W；UO=7.5V时IO=2.07A，PO2=15.5W。显然，PO1≈PO2，这就是恒功率输出的特点。

参考文献

1PowerIntegrations公司产品手册，2000

2沙占友等.恒压／恒流输出式单片开关电源的设计原理.电源技术应用，2000(12)

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