1 PI开关电源设计指引
（发布日期：2011-11）
1 范围
本标准描述了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PI开关电源电路的设计。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，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。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T 7725 房间空气调节器
GB/T 15184 按能力批准评定质量的电子设备用开关电源变压器分规范
GB/T 14714 微小型计算机系统设备用开关电源通用技术条件
QMK-J33.242 开关变压器设计指引
3 硬件接口定义及相关原理图
3.1 控制芯片型号 ——TinySwitch-III系列离线开关IC(TNY276~TNY279)；
3.2 管脚功能说明如下：
EN/UV脚：输入使能信号和输入线电压欠压检测。
1、EN功能：在正常工作时，通过此引脚可以控制功率MOSFET的开关，当从此引脚拉出的
电流大于115μA，MOSFET被关断。当此引脚拉出的电流小于75μA时，MOSFET重新开启。
2、UV功能：在EN/UV引脚和DC电压间连接一个外部电阻可以用来感测输入电压的欠压情况。如果没有外部电阻连接到此引脚，TinySwitch-III可检测出这情况并禁止输入电压欠压保护功能。
BP/M脚：旁路/多功能控制脚。
1、旁路：一个外部旁路电容连接到这个引脚，用于生成内部5.85 V的供电电源。
开关电源欠压保护电路的设计
保护电路的设计，无疑是电源设计中一个非常重要的环节，它对于提高电源工作的安全可靠性、延长电源的使用寿命都起着十分重要的作用。在设计保护电路时，一方面要保证其功能
完善，工作稳定可靠；另一方面应力求简单明了，避免繁复。本文介绍的开关电源欠压保护电路，欠压检测与反馈控制合用同一只光耦，可以对电源输出欠压作出准确灵敏的反应并充
分利用了3842自身的电路特点，使用简单的阻容元件实现了欠压保护电路的自动恢复功能。2 3842的内部结构及其控制电路
3842的工作原理已为大家所熟知，本文在此不作重复介绍。值得注意的是3842误差放
大器的输出结构，在2脚接地时，误差放大器会完全截止，不再吸入电流，这就使3842的应用具有了一定的灵活性。图1、图2是两种常用的3842控制电路。图1是标准的3842控
制电路，误差放大器的
图1 3842控制电路一
补偿电路Zi和Zf可以为控制回路提供必要的零极点补偿，通过对控制回路传递函数的校正，使电源的动态响应得到改善。在图2所示的控制电路中，由于２脚接地，3842的误差放大器始终处于截止状态，PWM比较器的比较电压直接由反馈光耦控制，这种控制方法简
单易行，也可避免
图2 3842控制电路二
止状态，PWM比较器的比较电压直接由反馈光耦控制，这种控制方法简单易行，也可避免因
误差放大器补偿不当造成的电源工作不稳定，在电源设计中也获得了广泛应用。本文所介绍的开关电源欠压保护电路就是基于这种控制模式设计的。
3 单光耦自恢复欠压保护电路以3842单端反激电源为例，当电源供电电压过低或电源输出端过载、短路时，电源的
初级电流都会大幅度增加，由于采样电阻Rs的限流作用，使得电源的工作占空比缩小，输出电压下降，电源处于非正常工作状态。特别是当输出端短路时，变压器中磁通的释放能力
近似为零，随着磁通的积累，变压器将处于磁饱和状态。在初级功率管导通时，供电电压几
乎全部加在功率管上，虽然采样电阻Rs可以为功率管提供短时间的保护，但长时间的短路必然会导致功率管严重发热乃至损坏，所以在电源设计时必须增加欠压检测和保护电路，当
开关电源中的光耦电路设计
太原理工大学 叶辉
1概述
光耦(opticalcoupler)亦称光电隔离器、光耦合器或光电耦合器。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光二极管发出光线，光敏三极管接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。典型应用电路如下图1-1所示。
光耦的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了前端与负载完全的电气隔离，输出信号对输入端无影响，减小电路干扰，简化电路设计，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。光耦合器是70年代发展起来的新型器件，现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。
图1_1 光耦开关控制直流电机输入电路图 2光耦典型电路
常用于反馈的光耦型号有TLP521、PC817等。这里以TLP521为例，介绍这类光耦的特性。图2-1所示为光耦内部结构图以及引脚图。
TLP521的原边相当于一个发光二极管，原边电流If越大，光强越强，副边三极管的电流Ic越大。副边三极管电流Ic与原边二极管电流If的比值称为光耦的电流放大系数，该系数随温度变化而变化，且受温度影响较大。作反馈用的光耦正是利用“原边电流变化将导致副边电流变化”来实现反馈，因此在环境温度变化剧烈的场合，由于放大系数的温漂比较大，应尽量不通过光耦实现反馈。此外，使用这类光耦必须注意设计外围参数，使其工作在比较宽的线性带内，否则电路对运行参数的敏感度太强，不利于电路的稳定工作。
１４２ 开关电源的保护电路的设计
开关电源的保护电路的设计
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ
甘 艳（南京铁道职业技术学院电子电气系，江苏南京２１１８００）
摘要：研究了几种相对较新的开关电源检测与保护电路，包括过电流、过电压、过热、短路故障。这些检测与保护电路为 开关电源的设计和保障开关电源安全可靠工作提供了经验，可直接用于开关电源的设计和实现，使用效果良好。
关键词：开关电源，保护电路，过压保护，过载保护
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｍｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙ ｎｅｗ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ ｃｕｒｒｅｎｔ。ｖｏｌｔａｇｅ．ｏｖｅｒ ｈｅａｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｈ０ｒｔ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｉｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｆｏｒ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｗｏｒｋ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈ— ｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ．Ｔｈｅｙ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ，ｓａｆｅｇｕａｒｄ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｒｏｔｅｃｔ，ｏｖｅｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔ
评价开关电源的质量指标应该是以安全性可靠性为第一原 则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为了使电源更
安全可靠的工作，必须设计多种保护电路 ］。本文研究设计了几
种开关电源常用的保护电路，其中包括短路保护、过载保护、过 电压保护、过热保护等。
