电源技术中的一种电源技术中的一种12V新型本安电源的设计方案新型本安电源的设计方案
摘要:本文介绍了一种基于TOP244Y的12V新型本安电源的设计方案。该系统的核心选用Power Integration公
司的开关电源芯片TOP244Y,在开关电源的基础上,外加过压保护电路和过流保护电路,使电压稳定在12V.经过
压保护测试和过流保护测试验证,该电源满足本安要求,从而证实了本方案的可行性。 1.引言 近年
来,我国煤矿机械化、自动化程度日益提高,矿井监控、通讯、仪表自动化系统等应用日益普遍,但煤矿的特
殊环境,要求煤矿电气设备必须采用本安设备。本安电源作为矿用本安系统不可缺少的组成部分,其技术先进
性和产品质量决定了本安设备的可靠性,从而直接影响到监测系统数据采集的准确性
摘要:本文介绍了一种基于 摘要:本文介绍了一种基于TOP244Y的的12V新型本安电源的设计方案。该系统的核心选用新型本安电源的设计方案。该系统的核心选用Power Integration公司的开关公司的开关
电源芯片电源芯片TOP244Y,在开关电源的基础上,外加过压保护电路和过流保护电路,使电压稳定在在开关电源的基础上,外加过压保护电路和过流保护电路,使电压稳定在12V.经过压保护测试和过流保护经过压保护测试和过流保护
测试验证,该电源满足本安要求,从而证实了本方案的可行性。测试验证,该电源满足本安要求,从而证实了本方案的可行性。
1.引言
近年来,我国煤矿机械化、自动化程度日益提高,矿井监控、通讯、仪表自动化系统等应用日益普遍,但煤矿的特殊环
境,要求煤矿电气设备必须采用本安设备。本安电源作为矿用本安系统不可缺少的组成部分,其技术先进性和产品质量决定了
本安设备的可靠性,从而直接影响到监测系统数据采集的准确性、稳定性,关系到矿井安全生产、抗灾能力和矿工安危。
2.系统整体方案
根据煤矿用直流稳压电源的标准,电源输入电压为交流127V标称值的75%~110%(即95V~140V),输出电压的纹波电
压不应超过直流输出电压12V的5%.根据要求,本文采用TOP244Y开关电源芯片,在高频开关电源的基础上,外加过压保护电
路、过流保护电路,设计了新型的12V本质安全型电源(最高开路电压12.4V、最大短路电流150mA)。
如图1所示,本系统包括以下3个部分:
开关电源电路、过压保护电路、过流保护电路。
3.硬件电路设计
3.1 开关电源电路
开关电源电路将交流电127V转变成直流电23V.电路原理图如图2所示,交流电经过整流、滤波,成为纹波较大的直流电,
通过高频变压器、开关电源芯片TOP244Y得到23V的直流电。
TOP244Y是Power Integration公司的TopSwitch II系列产品,它便于实现开关电源的优化设计,设计的交流输入电压范围
是85V~265V.它能同时实现输入欠压保护、过压保护、从外部设定极限电流、降低最大占空比等功能。TOP244Y具有频率抖
动特性,这对降低电磁干扰很有帮助。
TOP244Y的1引脚用于占空比控制,根据反馈电压改变占空比,调节电压稳定输出;2引脚提供线电压的过压、欠压等自
动监测和调整;3引脚通常与三极管相连,实现远程开关控制,当三极管导通,3引脚接地,TOP244Y正常工作,当三极管断
开,3引脚类于悬空,TOP244Y失能;4引脚为TOP244Y内部MOSFET的源极,6引脚为内部MOSFET的漏极,作为开关使
用,提供给高频变压器;5引脚为频率引脚,接地时TOP244Y的工作开关频率为132KHz.R3为欠压或过压检测电阻,并能给
线路提供电压前馈,以减少开关频率的波动。D2、D3构成漏极钳位电路,可吸收内部MOSFET关断时由高频变压器T1初级漏
感产生的尖峰电压,保护MOSFET不受损。电阻R5用来从外部设定功率开关管的漏极极限电流,使之略高于满载或输入欠压
时的漏极峰值电流,这就允许在电源起动过程中或输出负载不稳定但未出现饱和的情况下采用较小尺寸的高频变压器。当输入