美的内部资料—开关电源电路设计指引(原标准号03.060).doc

开关电源电路设计指引

〔发布日期：2009

范围

本标准描述了家用变频空调室外开关电源电路硬件控制的实现方法，一般开关电源电路设计者在使用不同型号的开关电源控制IC及不同的开关电源电路方案时可以此为参考，更快、更好地完成特定功能的硬件设计。希望本标准能对硬件可靠性的提升有所帮助。

本标准适用于美的家用空调国内事业部空调器开关电源电路的设计。

标准性引用文件

以下文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。但凡注日期的引用文件，其随后所有的修改单〔不包括勘误的内容〕或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。但凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T7725房间空气调节器

GB/T15184按能力批准评定质量的电子设备用开关电源变压器分标准

GB/T14714微小型计算机系统设备用开关电源通用技术条件

IEC61000-4-2电磁兼容性.第4-2局部:试验和测量方法.静电放电抗扰试验

IEC61000-4-3电磁兼容性(EMC).第4-3局部:试验和测量方法.辐射、射频和电磁场抗扰试验

IEC61000-4-4电磁兼容性.第4-4局部:试验和测量技术.电快速瞬时/突发抗扰试验

IEC61000-4-5电磁兼容性.第4-5局部:试验和测量方法.电涌抗扰试验

硬件接口定义及相关原理图

控制芯片型号——TOPSwitch-FX系列单片机(TOP233Y)；

管脚定义——涉及五个端口，相关说明如下：

芯片C脚：电压反应控制脚兼电源脚，为IC正常工作提供电源，同时电压反应误差信号引入内部误差放大电路的输入口，进而调整PWM的输出占空比，使得输出电压稳定；

芯片M脚：多功能控制脚，可用作过压/欠压保护功能，也可以做远程控制开关用；

芯片S脚：内置功率MOSEFT的源极〔S极〕，同时也是开关电源电路初级的公共参考地；

芯片F脚：载频控制脚，在F脚接C脚时载波为66kHz，在F脚接S脚时载波为132kHz，

芯片D脚：启动时偏置电源脚，同时也是内部功率MOSEFT的漏极〔D极〕，还是IC的电流过流保护功能脚；

原理图

本应用电路为三路输出的电路，其中+15V输出与初级侧共参考地，外加初级侧IC的电源为第四路，+5V/+12V为次级侧，与初级侧平安隔离。

在实际的使用中，一般初级侧IC的电源根据IC的不同有多种形式，可以由IC内部直接供电而不需要此路输出，也有与实际工作输出电压共用一路输出〔比方本原理图可以取消IC电源而直接共用+15V输出〕；

输出的电源可以是单路，也可以是两路或者多路，输出电源可以与初级侧共地，也可以与初级侧绝缘，该绝缘的平安等级可以是根本绝缘、加强绝缘，由实际需要确定。

在多路输出中，其中有一路是稳压取样回路，比方图中的+5V输出电源，该路的电源电压稳定度最高，可以到达±1.5%以内，其他各路次之，同时其他各路输出的电压稳定度与各路的负载变化有直接关系；有时候为了使其中的两路输出相比照拟稳定，取样回路同时从该两路输出中取样，经加权叠加后反应给控制脚。

各元器件在电路中的作用

美的家用变频空调最早使用的是TOPSwitch-FX系列单片机电源集成电路，可广泛应用于各种通用及专用开关电源、待机电源、开关电源模块中；

4.2具有3路输出的10W开关电源电路如上图所示。这3路电压分别为：

Uo1(+12V,400mA)，Uo2(+15V,300mA)，Uo3(+5V，300mA)。其中，+5V作为主输出，其余各路均为辅输出。当交流输入宽范围电压输入〔u=85～265VAC〕,总输出功率10W。

该电源采用3片IC：TOP233Y〔IC6〕，光耦合器TCP521〔IC5〕,也可以是TLP521、PC817、TLP421、PS2501等等性能相近或更优，绝缘耐压在3750Vac以上，电流传输比在100%或以上的光偶；精密参考电压源TL431C〔IC7〕。由R13和C21构成的吸收回路可降低TOP233Y内部的EFT管的开关噪声。必要时还可将开关频率选择端〔F〕改接控制端〔C〕，选择半频方式，以进一步降低开关电源产生的高频噪声。

R11和R8构成电压取样电路，将5V电源的电压变化反应给控制端C，该取样电路直接决定输出电压的电压值，IC7的R端固定为参考电压：2.495V，输出电压：

V+5V=2.495*〔R8+R11〕/R11

假设主回路使用+12V或其他的电压值Vo,其R8、R11参数的选取规那么为：

首先任意选取R8的值为2~10kΩ的阻值，然后以下根据公式确定R11的值：

Vo=2.495*〔R8+R11〕/R11

假设选取多路输出的电压叠