TOP243制作的3V/4A高效率开关稳压电源

这个低压大电流宽输入电压开关电源传为智能快速电池充电机而配套，它可为四节AA电池每节提供1A的最大充电电流。该电源采用了工作稳定可靠，外围元件极少，基本无须调试的TOP系列专用开关电源电路TOP243Y。
   图1是TOP243Y的基本应用电路，TOP243Y在密封的的环境中使用，在85-265V的交流电压下，可输出15W左右的最大功率，而在开放的条件使用输出功率可达30W，我们这里使用的超小型的电源适配器，工作环境是完全密封的，所以选用TOP243是合适的，但在塑壳内也必须给TOP243加上足够大面积的铝质散热器。
   
图2是TOP243Y的内部电路框图。下面我们对这个电源的工作原理简述如下。
   交流电AC（范围为120V-265V）由两个AC接点输入，经C1和L1组成的EMI滤波器抑制电磁噪声，进入整流电路。由于TOP243Y具有频率抖动特性，可有效抑制噪声干扰，因而在小功率开关电源中，只需简单的EMI滤波器，并采用合理的接地技术，即可符合有关电磁兼容性要求。BR1为整流电路，这里选用快恢复特性的整流桥2KBP06M，整流后的脉动直流电经C1滤波，提供给TOP243开关调制电路。
   TOP243及外围元件组成脉宽调制电路，R2为欠压或过压检测电阻，并为线路提供电压前馈，以减少开关频率的波动。这里取2=1.8MΩ。D1,D2构成漏极钳位电路，以吸收在MOSFET关断时由高频器初级漏感产生的尖峰电压，保护MOSFET不受损坏。
   
高频变压器的次极绕组有两个，一个是主绕组，它提供电源的主能量，高频电压经快速二极管SB540整流后由滤波电容C4,C5滤波，再经L2组成低通滤波器向负载输出。L2主要是抑制高频噪声向负载输出，以防止负载受其干扰。输出端的电解电容C6是为了降低输出的交流纹波系数而加的，它主要是降低输出直流电压的交流纹波。
另一个次级绕组组成反馈电压绕组，由二极管整流后加在光敏管两端，输出的反馈电压加在光耦的二极管正极上，电阻R5和稳压管D5组成基准电压源，为光耦提供基准电压，这样光耦中的二极管的发光强度是由输出电压控制的，经光耦耦合到TOP243的控制端，从而实现脉宽的可控，达到稳压目的。电阻R6和C2是控制环路的补偿元件。
   
该电源的输入电压范围可达120-265VAC，输出电压为3V，可提供4A的电流输出。负载调整率为±4%，电源效率约为84%，输出纹波电压小于120mV。电路使用了最简的设计，作为充电机的适配电源，完全可以满足要求。