空調控制器開(kāi)關(guān)電源方案設計

通常，家用定頻空調控制器電源有兩組，一組是12伏，電流小于600毫安；另一組是12伏經(jīng)7805穩壓后得到的5伏，電流小于200毫安，控制器電源總的功率一般在10瓦以?xún)取?

目前，家用空調控制器的電源絕大部分仍是使用低頻鐵芯變壓器經(jīng)二極管整流，電容濾波后直接輸出12伏電源。由于12伏電源沒(méi)有穩壓，輸出電壓值會(huì )隨著(zhù)輸入市電電壓的升高或降低而變化。而空調控制器中必不可少的繼電器的線(xiàn)包電壓都是由12伏電源提供的，所以當市電電壓過(guò)低時(shí)，12伏電壓也過(guò)低，這便導致繼電器吸合不可靠，影響了空調的可靠性。當市電電壓過(guò)高時(shí)也會(huì )因12伏電壓過(guò)高，而導致繼電器線(xiàn)包熱損耗大大增加，使得繼電器老化加快，這也是影響空調使用壽命的一個(gè)不容忽視的因素?？照{控制器很多的控制功能都是由繼電器來(lái)完成，要想省去這些繼電器也是不可能的，這就使得空調制造商不得不選用寬工作電壓范圍、價(jià)格高的繼電器。

另外一個(gè)值得注意的問(wèn)題是這種低頻線(xiàn)性電源的轉換效率低，靜態(tài)損耗電流大，沒(méi)有可恢復的過(guò)載、過(guò)溫、短路等保護作用，安全隱患多。

由于空調控制器使用這種低頻變壓器線(xiàn)性電源存在著(zhù)上述諸多安全隱患和缺點(diǎn)，因此，低頻線(xiàn)性電源方案表面上看是一個(gè)低成本的方案，但從空調整機成本和維護成本來(lái)看，使用這種線(xiàn)性電源成本并不一定低，這樣，也就不能提高空調制造商的利潤。正因為如此，國外的空調控制器中都已不再使用這種低頻變壓器線(xiàn)性電源，取而代之的是克服了這種低頻線(xiàn)性電源缺點(diǎn)的高效、節能、穩定可靠的開(kāi)關(guān)電源。其原理框圖見(jiàn)圖1。

圖1：開(kāi)關(guān)電源原理框圖

安森美公司根據市場(chǎng)要求推出了電路簡(jiǎn)單、隔離式、效率高、節能型單片開(kāi)關(guān)電源專(zhuān)用集成電路NCP101X系列，它是專(zhuān)門(mén)為取代家用電器及工業(yè)領(lǐng)域所用的小功率線(xiàn)性電源而設計的，其中的NCP1014尤其適用于設計家用空調控制器的開(kāi)關(guān)電源。

NCP1014單片開(kāi)關(guān)電源的性能特點(diǎn)

NCP1014單片開(kāi)關(guān)電源IC能滿(mǎn)足交流85－265伏寬電壓輸入范圍和輸出功率在10W以?xún)鹊募矣每照{控制器 開(kāi)關(guān)電源的設計，這種開(kāi)關(guān)電源不僅能取代現有的笨重的線(xiàn)性電源變壓器，而且還可增加控制器電源多種保護功能，提高空調的可靠性。NCP1014主要還有以下性能特點(diǎn)：

1）能以最少數量的外圍元器件，構成隔離式、節能型開(kāi)關(guān)電源。與傳統的低頻線(xiàn)性電源解決方案相比，不僅能達到比低頻線(xiàn)性電源更好的電壓調整率和負載調整率，而且還可提高整個(gè)電源的轉換效率。

2）采用了動(dòng)態(tài)自供電技術(shù)，電源功率小于5W時(shí)，可省去輔助電源繞組，簡(jiǎn)化了電源高頻開(kāi)關(guān)變壓器的設計。利用頻率抖動(dòng)技術(shù)能將電磁干擾降低至最少，還能減小EMI濾波器的器件和功耗。

3）內置700伏高壓MOS功率開(kāi)關(guān)管，能適用在交流85～265伏寬電壓輸入范圍工作的開(kāi)關(guān)電源，根據需要，電源可設計在連續（CCM）和不連續（DCM）兩種模式下工作。

4）超低功耗。IC如果采用外部偏置電路供電時(shí)，開(kāi)關(guān)電源空載時(shí)能在低峰值電流的頻率跳變模式下無(wú)噪聲工作，整機的功耗小于100毫瓦。

5）電流模式控制每個(gè)開(kāi)關(guān)周期功率開(kāi)關(guān)管的峰值電流，使開(kāi)關(guān)電源具有良好的動(dòng)態(tài)負載響應速度，IC內部同時(shí)自帶有1毫秒的軟啟動(dòng)電路，可保證開(kāi)關(guān)電源在開(kāi)機時(shí)內部無(wú)電流、電壓過(guò)沖現象。固定的工作頻率有65kHz、100kHz、130kHz三種可供選擇，可根據電源體積大小靈活選擇不同的開(kāi)關(guān)變壓器體積。

6）保護功能完善。反饋光耦可直接與IC反饋腳連接，無(wú)需復雜的外圍電路。芯片內部有短路后自動(dòng)重啟動(dòng)的保護電路、開(kāi)環(huán)故障檢測及過(guò)壓鎖定保護電路、限流保護電路和具有滯后特性的過(guò)熱保護電路。

NCP1014空調控制器開(kāi)關(guān)電源的典型應用方案