單片式開關(guān)電源在電器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言

隨著電力電子技術(shù)和PWM技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷完善,開關(guān)電源以其優(yōu)越的性價比得到廣泛應(yīng)用.但是,市場調(diào)查和研究分析表明,由于分立式結(jié)構(gòu)、可靠性及成本高等問題,目前小功率開關(guān)電源在家電領(lǐng)域的應(yīng)用仍局限于聲像及變頻技術(shù)系列產(chǎn)品.此外,電磁兼容性的問題也是阻礙其應(yīng)用推廣的主要因素之一.近年來,高度集成的單片式開關(guān)電源控制芯片不斷涌現(xiàn),使上述問題得到了有效解決.本文根據(jù)多年的家用電器控制器方面的設(shè)計生產(chǎn)經(jīng)驗,針對冰箱、洗衣機以及空調(diào)等家用電器控制系統(tǒng)輔助電源的共同特點,以TNY268P系列單片隔離式智能集成芯片為核心,設(shè)計了一種通用性強、易于集成的專用開關(guān)電源電路.

1　電源電路設(shè)計

1.1　設(shè)計技術(shù)要求及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)對冰箱、空調(diào)等系列家用電器控制器輔助電源的特點分析,設(shè)計技術(shù)指標(biāo)確定如下:輸入電壓為交流220V±15%,（50±1）Hz;輸出電壓分別為+5V（700mA）和+12V（500mA）;為了提高家用電器控制器濾波效果和電源的可靠性,如需要在輸出端增加三端穩(wěn)壓器,則實際輸出電壓應(yīng)為+8V（700mA）和15V（500mA）;輸出電壓的紋波峰峰值UP-P≤1%,其他電氣性能要求滿足相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn).圖1是采用TNY268P系列單片集成開關(guān)電源芯片設(shè)計的一種單輸入雙輸出的通用開關(guān)電源電路,功率變換器拓?fù)洳捎靡子诙嗦份敵龅膯味朔醇な浇Y(jié)構(gòu),主要包括交流輸入抗電磁干擾（EMI）濾波電路、整流電路、高頻功率變壓器、輸出反饋電路、保護電路以及TNY268P電源芯片.

圖1　開關(guān)電源設(shè)計原理圖

1.2　TNY268P芯片介紹

TNY268P系列芯片是美國Power Integration公司推出的第2代增強型單片隔離式高效小功率開關(guān)電源控制芯片,內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示.集成了一只700V的功率MOSFET振蕩器、5.8V穩(wěn)壓電源、高壓開關(guān)電流源，以及欠壓、過流及熱關(guān)斷保護電路,具有自動重啟動以及頻率抖動等功能。由于漏極電壓直接提供系統(tǒng)啟動和工作所需能量,從而省略了變壓器偏置繞組及相關(guān)電路.TNY268P系列芯片的特點不僅有利于簡化外圍電路設(shè)計、減少系統(tǒng)的損耗,而且能有效消除音頻噪聲,提高EMI能力,節(jié)約電源成本.

TNY268P系列芯片分為DIP-8和SMD-8兩種封裝形式.漏極D連接內(nèi)部功率MOSFET的漏極,提供啟動和穩(wěn)態(tài)工作時的內(nèi)部電流;源極S控制電路公共端內(nèi)部連接MOSFET的源極;內(nèi)部5.8V的穩(wěn)壓電源外接0.1μF旁路電容;正常工作時,使能輸入/欠壓檢測端（EN/UV）控制MOSFET開關(guān)狀態(tài),當(dāng)從該端流出的電流>240μA時,MOSFET關(guān)斷.同時通過外接檢測電阻檢測輸入電壓條件.