開關(guān)電源中PWM芯片待機(jī)功能的研究

1 引言

待機(jī)是指產(chǎn)品已連接到電源上，但處于未運(yùn)行在其主要功能時的狀態(tài)。待機(jī)的目的就是要降低電源在空載或輕載時的損耗。隨著電器和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的普及，電子產(chǎn)品待機(jī)狀態(tài)下的耗電量越來越引起國際節(jié)能，環(huán)保組織和有關(guān)國家的重視。待機(jī)能耗不僅浪費(fèi)電能，而且也制造巨大的環(huán)保壓力。我們知道開關(guān)損耗與電源的工作頻率成正比，因此，可以設(shè)法在電源輸出功率變小乃至于進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)時，使其工作頻率降低。這可以通過許多控制功能芯片來實(shí)現(xiàn)，例如集成芯片L5991等。目前，很多PWM芯片還不具有變頻的待機(jī)功能，因而，我們可以借鑒L5991芯片的這個功能電路來實(shí)現(xiàn)其他PWM芯片的待機(jī)功能。

2 L5991芯片的待機(jī)功能電路介紹

　　L5991芯片，是由BCD60II技術(shù)發(fā)展而來的，設(shè)計目的是用一個固定頻率的電流模式控制，實(shí)現(xiàn)離線式DC/DC電源應(yīng)用。L5991是一個標(biāo)準(zhǔn)電流型PWM控制器，該控制器具有可編程軟啟動，輸出/輸入同步，閉鎖（用于過壓保護(hù)和電源管理），精確的極限占空比控制，脈沖電流限制，用軟啟動來進(jìn)行過流保護(hù)，和當(dāng)空載或輕載時使振蕩器頻率降低的待機(jī)功能等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是該芯片待機(jī)功能的基本內(nèi)部電路。管腳2外接兩個電阻（RA和RB）和一個電容(CT)，照圖1中連接，是用來分別設(shè)置振蕩器正常運(yùn)行的工作頻率（fosc）和待機(jī)模式的工作頻率（fsb）。實(shí)際上，只要待機(jī)信號是高電平，該管腳能通過一個N溝道FET內(nèi)部連于參考電壓Vref，所以，定時電容CT通過RA和RB放電。當(dāng)待機(jī)信號變低，N溝道FET就關(guān)閉且該管腳懸空，CT只通過RA放電，這樣振蕩器頻率就會變低。VCT在正常運(yùn)行中由Vref通過RA和RB控制,而在待機(jī)時通過RA來進(jìn)行調(diào)控。當(dāng)CT上的電壓達(dá)到3V時，電容會快速地內(nèi)部放電。當(dāng)電壓降到1V時，它開始再次充電。

圖1 L5991芯片的待機(jī)功能基本電路

正常運(yùn)行中RT將等于RA//RB，其頻率公式為

fosc≌ （1）

而在待機(jī)時RT=RA，其頻率公式為：

fSB≌ (2)

式中：KT=

L5991通過對與負(fù)載相聯(lián)系的反饋電壓進(jìn)行檢測，在負(fù)載降低到一個定義值（由電路中的元器件參數(shù)來控制）時自動降低振蕩器頻率，而當(dāng)負(fù)載增加并超過第二個極限值時恢復(fù)其正常工作頻率。這樣，由L5991控制工作頻率的系統(tǒng)，就可以依靠其待機(jī)功能來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)待機(jī)和工作時的頻率轉(zhuǎn)換。當(dāng)系統(tǒng)待機(jī)時，頻率降低，可以通過對電路參數(shù)的設(shè)置使待機(jī)頻率變得很低，從而降低了開關(guān)損耗。

L5991作為一個電流型控制器，其誤差放大器的輸出電壓Vcomp，除偏移量外，是跟主電流峰值成比例的。所以，可以通過監(jiān)控Vcomp來推測電源的負(fù)載情況。