單片式開(kāi)關(guān)電源在電器控制系統中的應用

引言

隨著(zhù)電力電子技術(shù)和PWM技術(shù)的迅速發(fā)展和不斷完善,開(kāi)關(guān)電源以其優(yōu)越的性?xún)r(jià)比得到廣泛應用.但是,市場(chǎng)調查和研究分析表明,由于分立式結構、可靠性及成本高等問(wèn)題,目前小功率開(kāi)關(guān)電源在家電領(lǐng)域的應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(wèn)題也是阻礙其應用推廣的主要因素之一.近年來(lái),高度集成的單片式開(kāi)關(guān)電源控制芯片不斷涌現,使上述問(wèn)題得到了有效解決.本文根據多年的家用電器控制器方面的設計生產(chǎn)經(jīng)驗,針對冰箱、洗衣機以及空調等家用電器控制系統輔助電源的共同特點(diǎn),以TNY268P系列單片隔離式智能集成芯片為核心,設計了一種通用性強、易于集成的專(zhuān)用開(kāi)關(guān)電源電路.

1　電源電路設計

1.1　設計技術(shù)要求及系統結構

根據對冰箱、空調等系列家用電器控制器輔助電源的特點(diǎn)分析,設計技術(shù)指標確定如下: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壓器,則實(shí)際輸出電壓應為+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(mǎn)足相應國家標準.圖1是采用TNY268P系列單片集成開(kāi)關(guān)電源芯片設計的一種單輸入雙輸出的通用開(kāi)關(guān)電源電路,功率變換器拓撲采用易于多路輸出的單端反激式結構,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(kāi)關(guān)電源設計原理圖

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(kāi)關(guān)電源控制芯片,內部結構如圖2所示.集成了一只700V的功率MOSFET振蕩器、5.8V穩壓電源、高壓開(kāi)關(guān)電流源，以及欠壓、過(guò)流及熱關(guān)斷保護電路,具有自動(dòng)重啟動(dòng)以及頻率抖動(dòng)等功能。由于漏極電壓直接提供系統啟動(dòng)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(diǎn)不僅有利于簡(jiǎn)化外圍電路設計、減少系統的損耗,而且能有效消除音頻噪聲,提高EMI能力,節約電源成本.

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