面向VFD显示的工业称重仪表开关电源设计

1引言

    用于定量包装生产的工业称重仪表常采用LED泉示，使得仪表的功能受限，不能满足工业生产上的要求，而采用泉示内容丰富真空荧光.i v示屏((VFD)，使仪表的市场前景非常)’阔。传统的对VFD供电方法采用交流供电，需要变压器，这加大了电源板的体积;设计采用直流供电，灯泛两端用压差为3.3 V直流驱动，而它们由开关电源的基木输出转换而成，开关电源经过几十年的发展，朝着体积小，效率高的方向发展;木义设计避免了采用笨重的工频变压器，并利用某公司新推出的第四代TOPSwit山系列芯片和较小的滤波元器件，使开关电源体积很大程度减小。

同时考虑主控板电压需求后，为保证控制板和.i v示板的都稳定的工作，对称重仪表的电源板作出合理的分析和设计，中一片开关电源效率高、外围电路简中一并且实现5路输出，木义利用PI EXPERT6.5软件辅助设计，生成关键参数作为参考，设计出满足称重仪表的多路稳定的电压要求的电路、

2.开关电源设计基木结构

    木义开关电源用的是PWM方式，即在频率一定的情况卜通过改变脉冲宽度来调节占空比。开关电源利用体积很小的高频变压器来实现电压转换及电网隔离的，而且外围电路简单、效率高、稳定可靠。开关电源的功率调整器件处于开关工作状态，效率比线性电源高。

    选用TOPSwitch-GX系列产品的TOP245Y设计的中一片开关电源输入交流85 V-265 V，如图1所示，经过电网滤波、整流滤波，钳位保护、高频变压器，再经过二次侧整流滤波电路得到初始基木输出为9V/0.4A,9V/0.3A,-36V/0.3A,24V/0.3A,12V/O.SA;再经过电路转换为所需电压，其中，选择9V/0.4A作为取样反馈，经过光祸和TOP245Y为主的元器件到钳位保护电路，从而保证了输出的稳定性。

电网滤波用来抑制接入电网与开关电源的相互十扰;整流滤波是通过整流桥将来自电网的交流电转化为直流电;钳位保护电路主要是通过P6KE200A和UF4007反向串联来防i1_变压器的感应电压过高;变压器是整个开关电源最为关键的部分，它同时实现了电网隔离、能量存储和电压转换的功能i=i。二次侧整流滤波将交流电转换为直流电，并电压中的纹波成分尽可能除掉。

反馈电路的设计

    反馈电路如图2所示，所采用的主要元件是三端可编程并联稳压二极昔TL431和光祸PC817，反馈电路的工作原理是当被选定当作反馈的一个输出电压9V/0.3A发生改变时，经过阻值为lOK和26.1K的电阻分压后得到的取样电压就与2.5V基准电压进行比较，从而导致发光二极昔的工作电流也发牛变化，光祸引起TOP245Y的控制端电流的大小变化，调节的输出占空比，使输出电压趋于稳定。

生成主控板和设定泉示板所需电压+5V电压

    主控板上是实现A/D转换，需要精准的+5V作为电压，而为了保证主控板的A/D转化不受设定.示板负载变化的影响，所以先关电源电路产生9V左右稳定电压(若不是主反馈电压，电压会随着负载大小有很小的变化)，然后均由稳压芯片LM7805来稳压，得到主控板需求的+SV电压;光祸输出需要的的+24V电压直接由二次侧整流滤波得到。设定泉示板所需的+SV电压和主控板所需+SV电压的得到的方式是相同的。

5结束语

    本文针对所设计带有VFD泉示屏的工业称重仪表，基于TOPSwitch-GX芯片的中一片开关电源设计出独特的供电方案，设计中不仅保证主控板和设定.i v示板的电压和功率要求，而且留有一定的裕量，克服了传统工频变压器效率低，体积大的的缺点。在各个组成部分实现过程中，都是经过较严格的分析和测试，保证电路的严谨、电路性能的稳定和优化，开关电源部分能够达到开关电源能指标整个供电方案设计出的电压和功率能够稳定可靠的供应工业称重仪表的主控板和设定泉示板。

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