基于LD7552B的綠色開關電源設計與分解

隨著低碳經濟的提出，AC／DC電路必將從傳統開關電源向綠色開關電源轉型。所謂綠色開關電源實際上是一種高效節能型開關電源，它有3大優勢，即效率高，性能好，電路結構簡潔。近年來，國外一些半導體公司紛紛推出綠色電源芯片，這為AC／DC電路的轉型供應了條件。在眾多的綠色電源芯片中，LD7552B及其姊妹芯片極具代表性。LD7552B能輸出pWM(脈沖寬度調制)開關脈沖，可與開關場效應管、開關變壓器、精密三端比較器、光電耦合器等元器件構成綠色開關電源，通過合理選擇外部元件的參數，可以使開關電源具有較寬的穩壓范圍和較靈巧的保護特性。基于LD7552B的開關電源可廣泛用于液晶顯示器、液晶電視機、電源適配器、打印機、復印機等設備中，具有廣泛的使用前景。

1LD7552B解析

1．1內部結構

LD7552B是Leadtrend(通嘉)科技公司推出的具有綠色工作模式的電源控制集成塊，負責出現開關脈沖，還能完成穩壓控制及各種保護。LD7552B內部結構如圖1所示，它具有良好的防靜電功能、電流模式控制功能、無噪聲綠色模式控制功能和多種保護功能(如過壓保護、過載保護等)。該集成塊啟動電流低(小于20μA)，功耗低(小于0．4W)，利用它可以設計出30～60W的綠色開關電源。

值得一提的是，LD7552B與LD7552D互為姊妹芯片，它們之間的差別體今朝4腳外部。LD7552B的4腳外部一般接100kΩ電阻，而LD7552D的4腳外部一般接0.047μF電容，代換時應留意這一點。無論是LD7552B還是LD7552D都能推動多種型號的開關場效應管，如2SK2630，2SK2645，2SK2649等，使用時可依據實際情況選定。

1．2封裝形式

LD7552B及LD7552D均采用DIp-8封裝形式，其外形及尺寸如圖2所示。

2電路設計

利用LD7552B設計出的開關電源如圖3所示，該電源能輸出5V和14V直流電壓，輸出功率達40W，5V電源的輸出電流可達2A，14V電源的輸出電流可達2．2A。

2．1交流輸入及整流濾波電路

這部分電路緊要由電源開關S1、保險管F1、負溫度系數熱敏電阻NR1、互感濾波器L1、橋堆BD1、濾波電容C2和C3等元件構成。其功能是完成交流電壓的傳輸及整流濾波任務，最后在C2上得到300V左右的直流電壓。

因電源功率較大，故開機浪涌電流也較大，保險管F1選用2A／250V規格；采用一節互感濾波器來濾除電網中的干擾，L1選用電感量為4mH的互感濾波器即可；橋堆選用整流電流為2A，耐壓為500V以上即可(如2KBp06～2KBp10系列)；C2選用100～150μF，耐壓為400V以上的電解電容。為了改善高頻濾波效果，C2上可并聯一個高壓陶瓷電容C3。串入負溫度系數熱敏電阻NR1的目的是為了減小開機浪涌電流，NR1的常溫阻值可選在6～9Ω／4A。

2．2LD7552B的3腳和7腳外部電路

3腳和7腳外接啟動電路和供電電路，其任務是開機瞬間為芯片供應啟動電壓，正常工作期間為芯片供應供電電壓。電路啟動時，LD7552B的3腳索取的電流小于20μA，屬微電流啟動方式，故啟動電阻R1，R2，R3的總阻值可選擇在1000kΩ左右。電路工作后，7腳索取的電流達2mA，此時R1，R2，R3無法供應如此大的電流，故由開關變壓器的繞組、R8，D1等元件構成的供電電路來給7腳供電，以滿足內部電路的要求。C6的容量一般在10～47μF，D1一定要選用耐壓在200V以上，整流電流在0．8A以上的快恢復二極管(如FR103～FR106等)，R8的阻值一般在10Ω以下。R1，R2，R3，C6的取值不能太大，否則會導致電路啟動困難，甚至不能啟動。7腳的正常工作電壓應設計在12～16V。

2．3LD7552B的4腳外部電阻

LD7552B的正常振蕩頻率由4腳外部電阻進行設定，可由下式計算。

f=(65／R4)×100

式中：f表示LD7552B的正常振蕩頻率，單位為kHz；R4表示4腳外部電阻的阻值，單位為kΩ。例如，當4腳外部電阻為100kΩ時，振蕩頻率為65kHz。選擇4腳外部電阻的阻值時，一定要確保f在50～130kHz之間，也就是說R4的取值范圍在50～130kΩ之間。

2．4LD7552B的6腳外部電路

6腳用來測試開關管的電流，以實現過流保護。6腳外部需接一個RC濾波器(由R5和C8構成)，一則可以戒備脈沖前沿損壞6腳內部電路，二則可以戒備電路誤保護。RC濾波器的時間常數不宜太大，只要確保脈沖前沿有350ns的延時即可。開關管源極電阻R7對電路的輸出功率及過流保護靈巧度有很大影響，R7越大，過流保護點就越低，電路的輸出功率也就越小；若R7越小，過流保護點就越高，電路的輸出功率也就越大。因此，選擇R7的阻值時，一定要兼顧上述2個方面。試驗聲明，當開關管源極電阻選為0．47Ω／2W時，電路的帶負載能力大于40W，過流保護點約為2A。為了使設計略留有余地，R7可選為0．43Ω／2W。

2．5穩壓電路

精密型三端比較器IC3、光電耦合器IC2及3只取樣電阻(R14，R16及R15)均為穩壓電路中的關鍵元件。精密型三端比較器可選用KIA431A或TL431A，光電耦合器可選用pC123或pC817。輸出電壓的大小與三只取樣電阻(R14，R16及R15)的阻值息息相關，當輸出電壓為5V和14V時，依據基爾霍夫定律，很容易推導出R14，R16和R15之間有下式的關系。

式中：R15，R14和R16分別代表電阻R15，R14和R16的阻值。倘若R14和R16分別取3．6kΩ和33kΩ時，可以算出R15的阻值為2．4kΩ。在試驗中發現，當R15為2．43kΩ時，5V和14V輸出電壓最準確。值得留意的是，R14，R15和R16一定要選用精密電阻，誤差在1％以內，否則會影響穩壓精度，加大輸出電壓的誤差。

2．6開關管及反峰吸收電路

開關管VT1應選用UDSS≥600V，IDM≥6A，pDM≥50W，RDS

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