單片式開(kāi)關(guān)電源在電器控制系統中的應用

1.3.2　輔助電路的設計

TNY268P系列芯片的內保護電路比較完善,外部保護電路的設計相對簡(jiǎn)單.除了過(guò)流保護、EMI濾波器外,主要是保護電路的輸入欠壓檢測電路、散熱設計等.

1）欠壓電路設計

TNY268P內部集成輸入欠壓檢測電路,通過(guò)EN/UV端的外接電阻R2和R3監控輸入電壓.當輸入電壓較低或突然降低時(shí),R2和R3檢測電壓值只要低于欠壓閥值電壓（AC170V）,TNY268P自動(dòng)關(guān)斷,以達到保護目的.

2）鉗位保護電路設計

單片式開(kāi)關(guān)電源屬于單管電路,在TNY器件關(guān)斷瞬間由變壓器的漏感引起的尖峰電壓較高,將會(huì )導致TNY器件的損壞.R1,D5和C5構成的RCD吸收回路使TNY器件的漏極電壓限制在700V以下,防止TNY器件的損壞.另外為有效地降低音頻噪聲,設計時(shí)D5選高壓穩壓二極管VDz,C5選壓電效應很小的聚脂薄膜電容;R1取100kΩ～150kΩ.

3）反饋電路設計

由于該電源應用于電器控制系統,所以要求精度和穩定性較好.為滿(mǎn)足設計要求,采用TL431型可調式精密并聯(lián)穩壓器,以提高輸出電壓的穩定性.電壓反饋電路應從LC濾波器的前面引出,LC的諧振頻率要高,以濾出開(kāi)關(guān)噪聲電壓.

4）散熱設計

TNY268P芯片屬于DIP-8封裝,無(wú)需外接散熱片,靠銅箔接地并起到散熱作用,在PCB設計時(shí)需直接焊接在PCB上,并盡量增大敷銅面積,周?chē)糇銐虻纳峥臻g,必要時(shí)在其頂端用膠粘上散熱片,增加散熱效果.除上述所涉及的參數之外,還有輸入、輸出整流濾波電路的設計。

2　電磁兼容性設計

電磁兼容性（EMC）已成為檢驗家電產(chǎn)品質(zhì)量?jì)?yōu)劣的重要指標,開(kāi)關(guān)電源工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài),其內部電壓及電流的波形都是瞬變的,所產(chǎn)生的干擾主要有尖峰干擾、射頻干擾和音頻噪聲,屬于強噪聲源,且頻率越高噪聲越大.從某種程度上說(shuō),電磁兼容性問(wèn)題成了阻礙開(kāi)關(guān)、電源在家用電器控制系統中推廣應用的主要因素之一.因此,在家用電器控制系統的輔助電源設計中,研究電磁兼容性設計是重要環(huán)節.設計過(guò)程中還需要從以下幾個(gè)方面考慮:

1）電磁干擾抑制.在交流輸入加EMI濾波器,或帶金屬屏蔽外殼EMI濾波器,以避免電磁干擾發(fā)射.PCB布局時(shí),EMI濾波器遠離輸出級;PCB板上的相關(guān)導線(xiàn)應盡量短而寬,尤其漏極的引線(xiàn)要盡可能短,從而最大限度地減小射頻干擾.

2）瞬態(tài)干擾的抑制.瞬態(tài)干擾會(huì )造成單片開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的波動(dòng),嚴重時(shí)會(huì )損壞器件,必須采取措施加以抑制.交流采用三線(xiàn)輸入方式,G端接通大地;在初、次級繞組之間并聯(lián)一只安全電容C13,以減小級間耦合;初、次級繞組之間繞3～5層0.05mm厚的聚脂絕緣膠布,降低高頻變壓器的分布電容,減小瞬態(tài)峰值電流;提高整流橋耐壓值并適當增加輸入濾波器C1的容量;在交流進(jìn)線(xiàn)端并聯(lián)一只壓敏電阻ZR1對浪涌電壓進(jìn)行鉗位.

3）音頻噪聲的抑制.音頻噪聲主要由電容和高頻變壓器產(chǎn)生.采用特殊的膠合劑粘接磁芯,降低因磁芯之間產(chǎn)生相對位移而引起的音頻噪聲;選擇磁通密度較低的磁芯,例如將磁通密度從0.3T減小到0.2T時(shí),可使音頻噪聲降低10dB～15dB.

3　結論

結合電器控制系統輔助電源的特點(diǎn),采用TNY268P設計了雙輸出的單片式開(kāi)關(guān)電源,并給出了設計步驟.本文從高頻變壓器、輔助電路以及電磁兼容性等方面對單片式開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行了分析和工程設計,并在冰箱、洗衣機等電器控制系統進(jìn)行了多次運行試驗,結果表明,該電源在實(shí)際工作中性能穩定、工作可靠,通用性強,抗電磁干擾性能好,成本低、易于集成,能滿(mǎn)足電器控制系統的技術(shù)要求.