開(kāi)關(guān)電源中PWM芯片待機功能的研究

1 引言

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。隨著(zhù)電器和網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品的普及，電子產(chǎn)品待機狀態(tài)下的耗電量越來(lái)越引起國際節能，環(huán)保組織和有關(guān)國家的重視。待機能耗不僅浪費電能，而且也制造巨大的環(huán)保壓力。我們知道開(kāi)關(guān)損耗與電源的工作頻率成正比，因此，可以設法在電源輸出功率變小乃至于進(jìn)入待機狀態(tài)時(shí)，使其工作頻率降低。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≌ （1）

而在待機時(shí)RT=RA，其頻率公式為：

fSB≌ (2)

式中：KT=

L5991通過(guò)對與負載相聯(lián)系的反饋電壓進(jìn)行檢測，在負載降低到一個(gè)定義值（由電路中的元器件參數來(lái)控制）時(shí)自動(dòng)降低振蕩器頻率，而當負載增加并超過(guò)第二個(gè)極限值時(shí)恢復其正常工作頻率。這樣，由L5991控制工作頻率的系統，就可以依靠其待機功能來(lái)實(shí)現系統待機和工作時(shí)的頻率轉換。當系統待機時(shí)，頻率降低，可以通過(guò)對電路參數的設置使待機頻率變得很低，從而降低了開(kāi)關(guān)損耗。

L5991作為一個(gè)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(guò)監控Vcomp來(lái)推測電源的負載情況。