L5991芯片在開(kāi)關(guān)電源中待機功能的設計實(shí)現

待機是指產(chǎn)品已連接到電源上，但處于未運行在其主要功能時(shí)的狀態(tài)。待機的目的就是要降低電源在空載或輕載時(shí)的損耗。這可以通過(guò)許多控制功能芯片來(lái)實(shí)現，例如集成芯片L5991等。目前，很多PWM芯片還不具有變頻的待機功能，因而，我們可以借鑒L5991芯片的這個(gè)功能電路來(lái)實(shí)現其他PWM芯片的待機功能。

2 L5991芯片的待機功能電路介紹

　　L5991芯片，是由BCD60II技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，設計目的是用一個(gè)固定頻率的電流模式控制，實(shí)現離線(xiàn)式DC/DC電源應用。L5991是一個(gè)標準電流型PWM控制器，該控制器具有可編程軟啟動(dòng)，輸出/輸入同步，閉鎖（用于過(guò)壓保護和電源管理），精確的極限占空比控制，脈沖電流限制，用軟啟動(dòng)來(lái)進(jìn)行過(guò)流保護，和當空載或輕載時(shí)使振蕩器頻率降低的待機功能等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是該芯片待機功能的基本內部電路。管腳2外接兩個(gè)電阻（RA和RB）和一個(gè)電容(CT)，照圖1中連接，是用來(lái)分別設置振蕩器正常運行的工作頻率（fosc）和待機模式的工作頻率（fsb）。實(shí)際上，只要待機信號是高電平，該管腳能通過(guò)一個(gè)N溝道FET內部連于參考電壓Vref，所以，定時(shí)電容CT通過(guò)RA和RB放電。當待機信號變低，N溝道FET就關(guān)閉且該管腳懸空，CT只通過(guò)RA放電，這樣振蕩器頻率就會(huì )變低。VCT在正常運行中由Vref通過(guò)RA和RB控制,而在待機時(shí)通過(guò)RA來(lái)進(jìn)行調控。當CT上的電壓達到3V時(shí)，電容會(huì )快速地內部放電。當電壓降到1V時(shí)，它開(kāi)始再次充電。

圖1 L5991芯片的待機功能基本電路

正常運行中RT將等于RA//RB，其頻率公式為

fosc≌假如，由于負載減小使得主電流峰值降低，且Vcomp降低到一個(gè)固定極限（VT1）時(shí)，振蕩器頻率將被設置到一個(gè)較低的數值上（fsb）。假如，主電流峰值增加且Vcomp超過(guò)VT2時(shí)，振蕩器頻率將重置在正常值上（fosc）。頻率的變化引起Vcomp的變化，并且由于能量平衡原因而方向相反，因而，提供一個(gè)恰當的滯后便可以防止振蕩器頻率在fsb與fosc之間變動(dòng)。

3 反激式開(kāi)關(guān)電源待機功能的實(shí)現

根據上述L5991芯片的待機原理，我們可以試想，在UC3842構成的反激式開(kāi)關(guān)電源的基礎上加入待機功能。通過(guò)對與負載相聯(lián)系的反饋電壓進(jìn)行檢測，利用芯片內部的誤差放大器的輸出值，對頻率進(jìn)行改變。

UC3842芯片的管腳1為誤差放大器輸出，圖2為芯片待機功能的基本電路。

圖2 芯片待機功能的基本電路

該電路的主要原理是：檢測反饋電壓經(jīng)誤差放大器后的輸出值，通過(guò)一個(gè)遲滯比較器（施密特觸發(fā)器），驅動(dòng)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通或者關(guān)斷，來(lái)實(shí)現RT的改變，從而改變電源的振蕩頻率。

我們可以看到，電源處于何種工作狀態(tài)（正常工作或是待機），取決于遲滯比較器的閾值的設定，而該閾值取決于電源待機和正常工作時(shí)的誤差放大器的輸出值。

在實(shí)際設計的電路中，電源電路空載時(shí)，輸出約為1.6V，而非輕載時(shí)為1.8V以上，因而，我們根據這個(gè)值來(lái)設定遲滯比較器的閾值。遲滯比較器由555芯片加上外圍的電阻構成，該比較器的電路圖如圖3所示。

圖3 遲滯比較器電路

圖3中，555芯片的基準電源VDD為＋5V，由UC3842的腳8輸出基準電壓給定。遲滯比較器的上下閾值計算如下：

VTH=VDD （3）

VTL= （4）

根據以上確定的閾值，確定各個(gè)電阻的阻值。

電源電路負載變化時(shí)，根據遲滯比較器的閾值，電源工作在相應的頻率。

4 試驗結果

根據以上原理搭構了由UC3842芯片控制的單端反激式開(kāi)關(guān)電源電路[1][2][3]，并加入了待機電路，其中取CT=4700μF，RA=RB=20kΩ，驗證了以上原理。

5 結語(yǔ)

由UC3842構成的開(kāi)關(guān)電源，完全可以加入待機功能電路來(lái)實(shí)現待機功能，在空載的時(shí)候降低開(kāi)關(guān)頻率，有效地減少開(kāi)關(guān)損耗。并且，完全可以在其他PWM芯片上也加入類(lèi)似的檢測控制電路來(lái)實(shí)現待機功能。