高效紧凑反激式变换器电信电源的设计

摘要：高效紧凑反激式变换器电源

,由新型 MAX5201 电源控制芯片及其组件设计而成.

本文论述该电信电源设计方法及其特点

. 并提供主要元件参数和相关波形.

叙词：离线式电源控制器

 反激变换器 非连续模式

1、引言

　　众所周知，电信电源被要求工作于一个很宽的输人电压范围（

36V 至 77V），

而在

48V 输人时是最具有优异的电路性能。但要求这种电路设计，应该紧凑、高效，

而且具有低截面，以便能容纳在紧密的卡槽之间。本文将讨论一个用于电信应用的
5W 反缴式变换器开关电源，该变换器是基于通用离线式电源控制器--MAX5021 芯
片

(IC1)来实现。

　　当今的电信系统包含众多的线卡，它们并行连接到高功率背板上，每一个都具
有自己的输人滤波电容和低电压功率变换器。由于大量输人滤波电容的并联使每一个
的值，限制在仅几个微法，从而使电源设计相当困难。那如何解决呢？
　　目前，

MAX5021 控制芯片是一种高频率、电流模式 PWM 控制器，很适合用于

宽输人范围的隔离式电信电源。它可用来设计小型、高效的功率变换电路。其
MAX5021 芯片特点是：具有固定的 262kHz 开关频率能使开关损耗控制在适当范围
内，同时又适度地减小了功率元件的尺寸；芯片内部含有大回差的欠压锁定电路

,具

有极低的启动电流，这种低损耗设计非常适合于具有宽输入电压范围和低输出功率
的电源；逐周期电流限制

(利用内部的高速比较器实现)降低了对于 MOSFET 和变压

器的超额设计要求；以及还包括最大占空比限制和高峰值输出和吸收电流驱动能力
等特性。图

1 所示,为用通用离线式电源控制器-MAX5201 芯片进行输人电压范围在

36V 至 72V 的 5W 反激式变换器开关电源设计原理图。下面就该离线式开关电源几个
主要组成部的设计思想进行讨论。

2、功率级设计

　　电源设计的第一步是决定变换拓扑。选择拓扑的条件应包括输入电压范围，输出
电压，初级和次级电路中的峰值电流，效率，外形参数和成本。
　　对于一个具有

1：2 输入电压范围、5W 输出的小外形参数电源，反激拓扑是最佳

的选择。这是为什么呢？因这种拓扑所需元件数最少，有利于降低成本和外形参数。
反激变压器可设计为连续或非连续工作模式。在非连续模式中，变压器磁芯在关断周
期完全传送其能量，而连续模式则在能量传送完成前开始下一个周期。据此情况，基
于以下原因选择非连续模式：它能使磁性元件中的能量存储最大化

(因此降低了元件

尺寸

)；简化了补偿(没有右半平面的零点)；具有较高的单位增益带宽。

　　虽然非连续工作模式的一个缺点是初级和次级电路中较高的峰／均电流比。较高