1引言

　　特种集成开关电源模块与传统的开关电源相比，具有电路新颖、功能奇特、性能先进、应用领域较为广泛等特点。特种集成开关电源模块主要包括以下四种类型：复合型开关电源、恒压/恒流型开关电源、截流输出型开关电源模块恒功率输出型开关电源模块。它们均采用TOPSwitch或TOPSwitch-Ⅱ系列单片开关电源模块集成电路，再配上相应的MTD2002外围电路(含控制环路)设计而成，具有不同的输出特性和应用领域，能满足不同MTD2002用户的需要。

　　2复合型开关电源的电路设计

　　2.1复合型开关电源模块的设计方案

　　众所周知，线性集成稳压器的输出稳定度很高，纹波电压很小，但电源效率低，需使用笨重的工频变压器。而MTD2002单片开关电源模块的效率很高，并且能省去工频变压器，但电压稳定度较低，纹波电压较高。若将二者巧妙地结合起来，把单片开关电源当作前级稳压器，再由线性集成稳压器进行二次稳压，即可扬长避短，实现优势互补，构成理想的高效、精密稳压电源。所配线性集成稳压器有以下三种方案：

　　(1)配7805系列三端固定式集成稳压器，其电路简单，成本低廉;

　　(2)配LM317型三端可调式集成稳压器，使输出

　　电压连续可调，并能进一步提高稳压性能;

　　(3)配LM2937(固定输出)、LM2991(可调输出)等型号的低压差稳压器，可使复合型开关电源的效率得到进一步提高。

　　采用两级稳压的复合型开关电源模块，其电压调整率和负载调整率均可达到±0.1%。

　　根据需要，还可为复合型开关电源模块增加欠压保护、过压保护、交流掉电保护、软起动等自动保护功能。

　　2.2复合型开关电源的设计示例

　　具有掉电保护功能的复合型开关电源模块的电路如图1所示。该电路利用一片TOP209型单片开关电源模块作前级稳压，再用LM2937型三端低压差稳压器作后级稳压。LM2937在额定负载下的输入-输出压差(UI-UO)≤0.6V，仅为LM7805的1/6～1/3，能显着降低稳压器的功耗，提高电源效率。LM2937的输出电压为5V，最大输出电流是0.5A。交流掉电保护电路由VT1、VT2、C7、R4～R6组成。其中，R5、R6和VT2用来检测交流电压，所设定的阈值电压须低于85V，现取70V。一旦UI<70V，VT2立即截止，直流电压就通过R4给C7充电。当C7两端电压高于达林顿管VT1的发射结总压降时，VT1就导通，使TOP209的控制端电压变成低电平。与此同时C5放电，将电源关断。正常情况下，UI>70V，因VT2导通，C7两端电压始终为0V，故该电路不起作用。不难看出，掉电后的供电时间与时间常数τ=R4·C7成正比。改变τ值即可设定供电时间。

图1一种具有掉电保护功能的复合型开关电源

图215V、2A精密恒压/恒流型开关电源的电路

　　这种开关电源模块适合作为节能型计算机(亦称“绿色”PC机)的辅助电源。当交流掉电后，由MTD2002辅助电源继续供电一段时间，使微机能将数据存储下来;当掉电时间超过设定时间时，就自动切断辅助电源。

　　3精密恒压/恒流型开关电源的电路设计

　　3.1精密恒压/恒流型开关电源的设计方案

　　精密恒压/恒流型单片开关电源模块是采用单片开关电源模块，配上低功耗双运放和可调式精密并联稳压器，组成MTD2002电压控制环和电流控制环的。与晶体管构成的控制环相比(典型电路见参考文献2)，它具有恒压与恒流准确度高、外围电路简单、电流检测电阻的阻值很小、功耗低、能提高电源效率等优点，其电源效率可达80%。此类电源适宜作为笔记本电脑、摄录像机的电池快速充电器。

　　3.2精密恒压/恒流型开关电源的设计示例

　　15V、2A精密恒压/恒流输出式开关电源的电路如图2所示。电路中共使用了4片集成电路：TOP214Y型单片开关电源模块(IC1)，PC816A型线性光耦合器(IC2)，可调式精密并联稳压器TL431C(IC3)，低功耗双运放LM358(IC4，内部包括IC4a和IC4b两个运放)。该电路具有以下特点：

　　(1)利用IC4b、IC3、VD5和取样电阻R3、R4构成电压控制环;由IC4a、VD6和过流检测电阻R6组成电流控制环;

　　(2)电压控制环与电流控制环按照“逻辑或门”的原理工作，即在任一时刻，输出为高电平的环路起控制作用;

　　(3)增加了次级偏压绕组NSB给控制环路供电，次级偏压USB能自动跟随直流输入电压UI的变化，

图3精密恒压/恒流源的输出特性