简化离线式开关电源的设计

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1、简化离线式开关电源的设计

2、第1内容显示中　　尽管可采用电感器，但所示设计采用的是未隔离的变压器。隔离设计在离线设备中更为常见，在离线设备中，变压器具有隔离作用，可方便地实现占空比调整。反激式开关电源可在非连续导通和连续导通两种模式下工作，不连续导通模式如图2所示。Ilm和Vlm是变压器磁化电感通过的电流和施加的电压。表2500)this.style.ouseg(this)">　　当开关闭合时，电压施加在变压器初级的两端，因为此时次级二极管是截止的，变压器所起的作用就像电感器。经过初级线圈的电流会上升，同时能量储存在磁通量中

3、。当开关断开时，次级二极管导通，电流通过次级时会下降，因为能量被转换至次边大容量电容器。如果电流经过磁化电感区后降至零，这是不连续导通模式。如果磁化电流未降至零，如图3所示，则系统以连续导通模式工作。　　表2列出了两种模式的优缺点。　　两种模式各有其优缺点，可根据设计要求进行选择。可以挑选大负载的连续模式设计，或选择小负载的非连续模式设计。有电压和电流两种控制模式，在电压模式中，次边电压被反馈，直接控制工作循环；而在电流模式中，次边电压被反馈，控制最大的开关电流，即控制IC的P部分使开关闭合，当电流达到反馈设定的极限时，开

4、关就断开。控制器的选择　　过去，大多数SMPS系统采用分立控制器IC和用场效应晶体管(FET)作为开关，现在可以采用集成控制器，这些集成器件针对各种功率级别和应用进行了优化，通常可分为双芯片式和单芯片式两类。双芯片式包括控制器芯片和MOSFET芯片，而单芯片式仅有一个芯片，一般采用BCDMOS工艺制造。采用BCDMOS工艺制造高压功率MOSFET器件，它的局限性多于采用优化MOSFET工艺制造的器件。通常，采用BCDMOS工艺制造的芯片的单位面积RDS(on)值会高出许多。　　然而，单芯片解决方案的成本较低，在低功率应用领

5、域具有优势。因此，一般是为高功率应用选择双芯片方案，而为低功率应用选择单芯片方案，高低功率的分界点在15至200365R的通用开关模式电源的电路图，KA5M0365R是双芯片器件。电源的输入电压为85～265VAC，开关频率为66kHz，输出为3.3V、1.2A，5V、1.5A，9V、0.5A和33V、0.1A。　　内部MOSFET的额定值为3A和650V，但不是简单的MOSFET，而是SenseFET，其源极面积约有1%被隔离出来，形成次感应源极。漏极电流的1%来自感应源极，它流经集成电阻器，便于准确地测量电流值，不存在

6、与外部电流采样电阻器相关的损耗。　　自线路输入端开始，首先是一个用于抑制EMI的滤波器，接下来是桥型整流器、NTC电阻器和滤波电容器。NTC电阻器用于避免开关闭合时的电流浪涌。在第一次接通电源时，FPS以旁路模式工作，吸收极少的电流，Vcc电容器被充电，一旦达到电压锁定阈值15V范围的上限，该器件就开始开关，它的电流需求增加，Vcc电压开始下降。然而，假定Vcc电容器足够大，Vcc电压仍保持在电压锁定阈值范围的较低水平，在正常运作期间，第三线圈开始供电。　　缓冲网络(SnubberNetouseg(this)">　　由于器

7、件采用BCDMOS技术制造，不存在起动电阻器。有可能将高压整流电源直接连接到器件上，其起动与双芯片器件相似，然而，区别是该器件用内部电流源为Vcc电容器充电，一旦Vcc引脚电压达到阈值电压，器件起动，电流源从内部断开，因此在正常运作期间，不从电路中直接吸取能量，因而效率提高。对于较高功率电源，可采用图5所示的系统，它与先前的系统很相似，但它以准谐振模式工作，Lm不是一个单独的元件，而是变压器的一部分。　　在这种模式下，开关频率与输入电压和负载水平无关，在低输入电压和大负载的情况下，频率降低，而在高输入电压和小负载的情况下，

8、开关频率升高。在最大输入电压下，所需频率不应超过最高开关频率150kHz，因此施加的负载应有所限制。准谐振模式的优点是EMI较低和效率较高。　　这里未出现先前所用的传统RCD(电阻器电容器二极管)缓冲器，作为替代，采用一个与开关并联的小型电容器，电源开关配有一个额外的同步引脚，用于开通SenseFET。在次级二极管截止之前，其工作与非连续电流反激方式基本相同。在初级二极管截止后，开关管漏极开始振铃动作，频率由串联的电容器和初级电感量所决定。同步引脚电压开始下降，当电压超过阈值时，开关再次闭合。选择合适的同步引脚元件，使得漏

9、极电压达到最小值时，同步电压达到阈值。该系统为软开关型，具有很小的EMI，因为漏极电压很小，开关损耗也降至最低。　　但这里忽略了功率因数校正问题，因为在欧洲已经要求所有功耗超过75L4803采用小型8引脚封装，集成了PFC和PSMPS控制器，在技术和成本具有相当的优势。　　现在已经有多种适合不同应用和功