新穎小功率集成的AC-DC轉(zhuǎn)換器方案介紹

圖1：STARplug內(nèi)部電路框圖。

過壓保護
　　在芯片的框圖中，雖然沒有為過壓保護設(shè)計專門的通道，但這個功能是存在的。在實際應(yīng)用過程中，一旦產(chǎn)生過電壓，則必然將REG端的工作電平上拉，從而使初級繞組的工作行程 立即終止。只有當(dāng)過壓消除，REG端電壓恢復(fù)到正常值，功率MOS管才能正常開關(guān)。 Starplug的應(yīng)用
　　前已述及，STARplug有兩種反饋方式，這兩種方式就構(gòu)成了STARplug作為反激式AC/DC轉(zhuǎn)換器的兩種典型應(yīng)用電路。
　　圖2是最簡單最基本的應(yīng)用電路，其特征就是由變壓器的輔助繞組來反饋電網(wǎng)和負載的變化。
　　由圖2可見，由整流橋和濾波器組成了電路的輸入部分，并通過變壓器初級繞組加到TEA162x的Drn端。顯然，TEA162x是整個轉(zhuǎn)換器的心臟，以下圍繞TEA162x分析一下圖2的各部分電路。

　　1. 由C3R2組成振蕩電路
　　振蕩電路元件的值是根據(jù)工作頻率來確定的，STARplug的開關(guān)頻率可在10kHZ到200kHZ之間工作，通常工作頻率大都選在40~100kHZ之間。
　　頻率選定了，則可按下式來計算元件值：

　　振蕩器的充電時間tcharge，由STARplug的參數(shù)表中查出為1us。
　　至于RC的取值，可先選定C，然后再算R值，要保持電路的穩(wěn)定，電容C必須大于220pF，但從效率方面來考慮，頻率高時亦不宜將電容選得太大，例如200kHZ時，C取10nF，則振蕩器的功耗達到12.5mW，這顯然是不可取的。
　　推薦實例：開關(guān)頻率取100kHZ，這時振蕩器的時間常數(shù)為2.7us，C取330pF，R=7.5kΩ。

2. 過流保護和繞組短路保護電阻R3：
　　電阻R3設(shè)置了變壓器初級峰值電流，也設(shè)定了最大傳輸?shù)妮敵?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/功率">功率，電阻R3的值可用下式計算： 　　

由STAR plug的手冊可得知：

　　實例：一個3W的電源，開關(guān)頻率為100kHZ，效率為75%，通過變壓器的峰值電流為230mA(反射電壓)，則電阻R3設(shè)定為2Ω，限定峰值電流為250mA。

3. 穩(wěn)壓元件R4和R8：
　　在輔助繞組反饋的電路中，輸出電壓是受輔助繞組控制的。實際上在變壓器中所有繞組都有同一個磁通變量，次級輸出電壓和輔助電壓VCC是通過變壓器的匝數(shù)比Na/Ns而關(guān)聯(lián)的。VCC的電壓信息又通過一個電阻分壓器，即R4和R8提供給REG端的，因此，TEA162X直接穩(wěn)定了VCC的輸出電壓，間接的穩(wěn)定了輸出電壓。
　　這兩個電阻的值可由下式確定：

　　為防止瞬時高壓對REG的影響，推薦R4的值為3k-10kΩ之間。

4、退磁電阻R5：
　　這個電阻是用來限制流入Aux腿的電流的，根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)條件，流入Aux腿的最大電流為5mA，流出的最大電流為10mA，基于這點，產(chǎn)品的設(shè)計者給出了一個近似的估算式：

　　這個式子，不要從量綱上去考慮，僅作為一個經(jīng)驗的估算法。

5、供電電路C5、R6、D8：
　　前已述及，芯片內(nèi)的高壓啟動電流源對電容C5充電，當(dāng)充電電壓達到電路啟動電壓9V以上時，TEA162x進行工作狀態(tài)。C5的值應(yīng)小1uF，實際上在所有的應(yīng)用中都選用470nF。
　　與輔助繞組相連的二極管只需選用普通二極管。與二極管相連的電阻R6，是用來防止瞬時峰值電壓的，其阻值要由實驗確定，開始實驗時可在56~560Ω之間選擇。
　　圖3是用光電藕合器來反饋的典型應(yīng)用電路。從初級側(cè)來看，其最大的區(qū)別就是在圖3中用光電晶體管來取代圖2中的電阻R8，而圖3的次級則增加了發(fā)光二極管及其采樣、驅(qū)動電路。
　　圖2所示的AC/DC轉(zhuǎn)換器適宜作電壓源，其穩(wěn)壓精度與變壓器各線圈的耦合度有關(guān)，大約在8%以內(nèi)，對于那些對穩(wěn)定度要求不高而對成本要求很高的場合，可選用此方案。
　　如果對穩(wěn)壓精度及其它參數(shù)要求較高的用戶，如穩(wěn)定精度要求達到1%左右的用戶，則應(yīng)采用圖3所示的方案。

本文后記
　　近期的實踐表明，STARplug已成功地在下列方面得到了應(yīng)用：適配器產(chǎn)品系列：5V/1A，5V/2A，9V/1A，12V/1A等等，熱工儀表，電力儀表，紅外節(jié)水器具，LED燈驅(qū)動電源，DVD，機頂盒等．