基于LD7552B的绿色开关电源设计与分解

随着低碳经济的提出，AC／DC电路必将从传统开关电源向绿色开关电源转型。所谓绿色开关电源实际上是一种高效节能型开关电源，它有3大优势，即效率高，性能好，电路结构简洁。近年来，国外一些半导体公司纷纷推出绿色电源芯片，这为AC／DC电路的转型供应了条件。在众多的绿色电源芯片中，LD7552B及其姊妹芯片极具代表性。LD7552B能输出pWM(脉冲宽度调制)开关脉冲，可与开关场效应管、开关变压器、精密三端比较器、光电耦合器等元器件构成绿色开关电源，通过合理选择外部元件的参数，可以使开关电源具有较宽的稳压范围和较灵巧的保护特性。基于LD7552B的开关电源可广泛用于液晶显示器、液晶电视机、电源适配器、打印机、复印机等设备中，具有广泛的使用前景。

1LD7552B解析

1．1内部结构

LD7552B是Leadtrend(通嘉)科技公司推出的具有绿色工作模式的电源控制集成块，负责出现开关脉冲，还能完成稳压控制及各种保护。LD7552B内部结构如图1所示，它具有良好的防静电功能、电流模式控制功能、无噪声绿色模式控制功能和多种保护功能(如过压保护、过载保护等)。该集成块启动电流低(小于20μA)，功耗低(小于0．4W)，利用它可以设计出30～60W的绿色开关电源。

值得一提的是，LD7552B与LD7552D互为姊妹芯片，它们之间的差别体今朝4脚外部。LD7552B的4脚外部一般接100kΩ电阻，而LD7552D的4脚外部一般接0.047μF电容，代换时应留意这一点。无论是LD7552B还是LD7552D都能推动多种型号的开关场效应管，如2SK2630，2SK2645，2SK2649等，使用时可依据实际情况选定。

1．2封装形式

LD7552B及LD7552D均采用DIp-8封装形式，其外形及尺寸如图2所示。

2电路设计

利用LD7552B设计出的开关电源如图3所示，该电源能输出5V和14V直流电压，输出功率达40W，5V电源的输出电流可达2A，14V电源的输出电流可达2．2A。

2．1交流输入及整流滤波电路

这部分电路紧要由电源开关S1、保险管F1、负温度系数热敏电阻NR1、互感滤波器L1、桥堆BD1、滤波电容C2和C3等元件构成。其功能是完成交流电压的传输及整流滤波任务，最后在C2上得到300V左右的直流电压。

因电源功率较大，故开机浪涌电流也较大，保险管F1选用2A／250V规格；采用一节互感滤波器来滤除电网中的干扰，L1选用电感量为4mH的互感滤波器即可；桥堆选用整流电流为2A，耐压为500V以上即可(如2KBp06～2KBp10系列)；C2选用100～150μF，耐压为400V以上的电解电容。为了改善高频滤波效果，C2上可并联一个高压陶瓷电容C3。串入负温度系数热敏电阻NR1的目的是为了减小开机浪涌电流，NR1的常温阻值可选在6～9Ω／4A。

2．2LD7552B的3脚和7脚外部电路

3脚和7脚外接启动电路和供电电路，其任务是开机瞬间为芯片供应启动电压，正常工作期间为芯片供应供电电压。电路启动时，LD7552B的3脚索取的电流小于20μA，属微电流启动方式，故启动电阻R1，R2，R3的总阻值可选择在1000kΩ左右。电路工作后，7脚索取的电流达2mA，此时R1，R2，R3无法供应如此大的电流，故由开关变压器的绕组、R8，D1等元件构成的供电电路来给7脚供电，以满足内部电路的要求。C6的容量一般在10～47μF，D1一定要选用耐压在200V以上，整流电流在0．8A以上的快恢复二极管(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，否则会导致电路启动困难，甚至不能启动。7脚的正常工作电压应设计在12～16V。

2．3LD7552B的4脚外部电阻

LD7552B的正常振荡频率由4脚外部电阻进行设定，可由下式计算。

f=(65／R4)×100

式中：f表示LD7552B的正常振荡频率，单位为kHz；R4表示4脚外部电阻的阻值，单位为kΩ。例如，当4脚外部电阻为100kΩ时，振荡频率为65kHz。选择4脚外部电阻的阻值时，一定要确保f在50～130kHz之间，也就是说R4的取值范围在50～130kΩ之间。

2．4LD7552B的6脚外部电路

6脚用来测试开关管的电流，以实现过流保护。6脚外部需接一个RC滤波器(由R5和C8构成)，一则可以戒备脉冲前沿损坏6脚内部电路，二则可以戒备电路误保护。RC滤波器的时间常数不宜太大，只要确保脉冲前沿有350ns的延时即可。开关管源极电阻R7对电路的输出功率及过流保护灵巧度有很大影响，R7越大，过流保护点就越低，电路的输出功率也就越小；若R7越小，过流保护点就越高，电路的输出功率也就越大。因此，选择R7的阻值时，一定要兼顾上述2个方面。试验声明，当开关管源极电阻选为0．47Ω／2W时，电路的带负载能力大于40W，过流保护点约为2A。为了使设计略留有余地，R7可选为0．43Ω／2W。

2．5稳压电路

精密型三端比较器IC3、光电耦合器IC2及3只取样电阻(R14，R16及R15)均为稳压电路中的关键元件。精密型三端比较器可选用KIA431A或TL431A，光电耦合器可选用pC123或pC817。输出电压的大小与三只取样电阻(R14，R16及R15)的阻值息息相关，当输出电压为5V和14V时，依据基尔霍夫定律，很容易推导出R14，R16和R15之间有下式的关系。

式中：R15，R14和R16分别代表电阻R15，R14和R16的阻值。倘若R14和R16分别取3．6kΩ和33kΩ时，可以算出R15的阻值为2．4kΩ。在试验中发现，当R15为2．43kΩ时，5V和14V输出电压最准确。值得留意的是，R14，R15和R16一定要选用精密电阻，误差在1％以内，否则会影响稳压精度，加大输出电压的误差。

2．6开关管及反峰吸收电路

开关管VT1应选用UDSS≥600V，IDM≥6A，pDM≥50W，RDS

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