【文章內容簡介】 電路；轉變時用自動控制閉環(huán)穩(wěn)定輸出并有保護環(huán)節(jié)則就可以稱為開關電源。 電流模式PWM控制技術PWM 控制技術主要有電壓型和電流型兩種，電壓模式控制 PWM 是 60 年代后期開關穩(wěn)壓電源剛剛開始發(fā)展而采用的第一種控制方法。該方法與一些必要的過電流保護電路相結合，至今仍然在工業(yè)界很好地被廣泛應用。電壓模式控制只有一個電壓反饋閉環(huán)，采用脈沖寬度調制法，即將電壓誤差放大器采樣放大的變化的直流信號與恒定頻率的三角波上斜坡相比較，通過脈沖寬度調制原理，得到當時的脈沖寬度，這是一種單環(huán)控制系統(tǒng)。它有一些明顯的缺點，如對輸入電壓的變化動態(tài)響應較慢、補償網絡設計復雜等一些方面較為麻煩復雜。針對上述電壓型控制的缺點,最近十幾年發(fā)展起來了電流型控制技術，目前已得到了廣泛應用。4 電路總體結構及設計 框圖及主要工作流程 電路原理框圖 圖41原理框圖 電路原理圖 電路原理圖附錄一所示 主要工作流程輸入的市電（AC ~220V）經過 ACDC整流濾波電路，接入電源隔離變壓器，單片開關電源芯片TNY268P，變壓器的次級輸出電壓經過輸出整流濾波電路。DQ1為開路保護電路。TNY268P與電源隔離變壓器以及C5構成開關電源電路部分，電源隔離變壓器次級輸出經過D6整流，CL3濾波，向負載提供直流電壓。開關恒流電源是輸出電流取樣，通過電流負反饋，穩(wěn)定輸出電流。即流經負載的電流經過RR6產生電流負反饋經過光耦PC817調節(jié)TNY268P的功率輸出以達到恒流的目的。 部分電路及元器件說明 整流濾波電路 整流電路電力網供給用戶的是交流電，而各種無線電裝置需要用直流電。整流，就是把交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程。利用具有單向導電特性的器件，可以把方向和大小交變的電流變換為直流電。橋式整流電路（如圖42）是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成橋式結構，便具有全波整流電路的優(yōu)點，而同時在一定程度上克服了它的缺點?！　? 圖42 橋式整流電路圖及其簡化畫法橋式整流電路的工作原理如下：e2 為正半周時，對D1 、D3 和方向電壓，Dl，D3 導通；對D2 、D4 加反向電壓，D2 、D4 截止。電路中構成e2 、Dl、Rfz 、D3 通電回路，在Rfz ，上形成上正下負的半波整洗電壓，e2 為負半周時，對D2 、D4 加正向電壓，D2 、D4 導通；對D1 、D3 加反向電壓，D1 、D3 截止。電路中構成e2 、D2 Rfz 、D4 通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負的另外半波的整流電壓。上述工作狀態(tài)分別如圖43（a）、（b）所示。 圖43 橋式整流電路工作狀態(tài)如此重復下去，結果在Rfz ，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值，比全波整流電路小一半！ 濾波電路 圖44 LC –p 型濾波電路LC –p 型濾波電路輸出電壓的脈動系數比只有LC濾波時更小，波形更加平滑；由于在輸入端接入了電容，因而較只有LC濾波時，提高了輸出電壓。 單片電源電路TNY268P是把控制IC和功率MOSFET集成在一起的功率IC，它有四個功能引腳：漏極（D）、源極（S）、旁路（BP）、使能（EN），如圖45。 圖45 TNY268PTNY268P是Tiny Switch－Ⅱ系列里的一種，是美國PowerIntegrations公司繼TinySwitch之后，最新推出的第二代增強型高效小功率隔離式開關電源用集成電路。用TNY268P構成電源系統(tǒng)時，成本比分立元件PWM和其他集成/混合式電源方案低、體積小、效率和可靠性高，特別適合于要求低成本、高效率的應用場合。 TNY268P引腳功能描述 如圖46所示，TNY268P單片開關電源采用8腳雙列直插式（DIP8）或表面粘貼式（SMD8）封裝，其各引腳功能描述如下：漏極(D)引腳，功率MOSFET的漏極輸出引腳，為啟動和穩(wěn)態(tài)工作提供內部工作電流；旁路（BP）引腳，該端與地（S極）；使能/欠壓(EN/UV)引腳，此引腳具有輸入使能和輸入欠壓檢測兩個功能，正常工作時，通過此引腳可控制功率MOEFET的通斷（當該腳的電流大于240μA時將功率MOSFET關斷），此引腳還通過與輸入直流高電壓相連的外部電阻來檢測欠壓情況，若該引腳沒有與外部電阻相連，則沒有輸入欠壓功能；源極（S）引腳，控制電路的公用點，連接到內部MOSFET的源極，4個源極在內部是相連通的，它們被劃分成兩組，其中2個S端須接控制電路的公共端，另2個S（HVRTN）端則接高壓返回端，其典型應用電路如圖46所示。圖46 典型應用電路圖47為TNY268P的功能框圖。其內部集成了一個耐壓為700V的功率MOSFET和一個開/關控制器。與傳統(tǒng)的PWM控制器不同，它使用一簡單的開/關控制器來穩(wěn)定輸出電壓。振蕩器的頻率為132kHz，振蕩器中還增加了頻率抖動電路，抖動量為177。4kHz，該功能使EMI的均值和準峰值噪聲均較低。 圖47 TNY268P功能框圖TNY268P通常是工作在極限電流的模式下。啟動時，它在每個時鐘周期的起始對EN/UV引腳信號取樣，然后根據取樣結果決定是否跳過周期或跳過多少個周期，同時確定適當的極限電流閾值。當漏極電流ID逐漸升高并達到ILIMIT值或占空比達到最大值Dmaxx時，使功率MOSFET關斷。滿載時TNY268P在大部分周期內導通，中等負載時則要跳過一部分周期并開始降低ILIMIT值，以維持輸出電壓穩(wěn)定，輕載或空載時，則幾乎要跳過所有周期并且進一步降低ILIMIT值，使功率MOSFET僅在很短時間內導通，以維持電源正常工作所必需的能量。這本質上是引入了PWM調制的原理。另外，在輕負載狀態(tài)下，當開關頻率有可能進入音頻范圍內時，流限狀態(tài)調節(jié)器以非連續(xù)方式降低流限，較低的流限值使得開關頻率保持在音頻以上，降低了變壓器的磁通密度從而減輕了音頻噪聲。EN/，流經該電路的電流被限制在240μA，當流出此引腳的電流超過240μA時，使能電路的輸出端會產生邏輯低（禁止）。連接在直流電源和EN/UV引腳間的外接電阻可用于監(jiān)測直流輸入電壓，當電壓低于設定值時，強迫功率MOSFET關斷，起到保護作用；當輸出MOSFET關斷時，當MOSFET導通時，TNY268P消耗存儲在旁路電容中的能量；另外，當電流經外部電阻注入旁路引腳時，這樣能方便地通過偏置繞組對TNY268P外部供電，將空載功耗降至約50mW。當發(fā)生輸出過載，輸出短路或開環(huán)故障時，TNY268P能自動重啟動，直至排除故障后轉入正常工作狀態(tài)；極限電流檢測電路用來檢測功率MOSFET的漏極電流是否達到極限值，在每個開關周期內當電流達到極限電流ILIMIT時功率MOSFET就在此周期的剩余時間內關斷；，由于電容小，充電時間極短，因此上電過程迅速且電源輸出無過沖。當EN/UV引腳和直流輸入的正極間接了外部電阻（2MΩ）時，上電期間功率MOSFET的開關將被延遲到直流電壓超過門限值（100V）以后。斷電時，如果使用了外接電阻，功率MOSFET在輸出失調后仍將繼續(xù)開關50ms，該特性在用做待機電源時使待機電源具有緩慢關斷的特性。 變壓器在進行此電源設計過程中最重要的是準確的設計變壓器，在獲得最大輸出功率的同時，使TNY268P溫升最小、EMI最小。變壓器設計包括合理的選擇磁芯、滑架。計算初次級匝數、線徑，考慮繞組等。