高性?xún)r(jià)比的電源適配器應用電路設計

　　本文所討論的低功率電源適配器主要針對輸出功率5~15瓦的電源系統。主要有兩類(lèi)方案，即集成PWM控制器方案和分立PWM控制器方案。圖1是集成PWM控制器的典型應用圖，U1采用DIP-8封裝，內部集成了PWM控制器和功率MOSFET。變壓器輸入側電路包括：由X電容CX和共模電感L-COM組成的輸入濾波電路，由BD組成的整流橋電路，由U1組成的控制及功率電路。變壓器輸出側包括：二極管D10等組成的輸出整流濾波電流；固定電壓基準U2等組成的穩壓反饋電路。該方案由于功率器件和PWM器件集成在一個(gè)封裝內，故集成度較高，但散熱設計難。圖2是分立PWM控制器方案，U1多采用SOIC-8或SOT23-6， 內部只含PWM控制器，功率器件Q1是MOSFET。其余外圍電路與集成PWM控制器方案相同。

　　以上兩類(lèi)方案的PWM控制器部分的共性是：多內置固定開(kāi)關(guān)頻率、斜波補償、輕載時(shí)自動(dòng)跳頻、負載短路開(kāi)路保護，這些都滿(mǎn)足了5W~15W消費類(lèi)電源系統的低成本、低待機能耗、高可靠性要求。以上兩種方案及其拓展成的多數應用方案在DVD電源、電腦輔助電源、電池充電器、網(wǎng)絡(luò )通訊設備領(lǐng)域等占有統治地位。

　　無(wú)論是圖1的集成PWM控制方式還是圖2的分立PWM控制器，都只能與功率器件MOSFET配套使用，故成本較高；為了符合電磁兼容要求，其應用系統的輸入部分還必須含有X電容和共模電感L-COM組成的輸入濾波電路，成本也高。粗略估算，PWM控制（包括功率MOSFET）及輸入濾波電路的成本是整個(gè)系統元件成本的35%，這些都不符合消費類(lèi)電子低成本的趨勢要求。

　　因此，從PWM控制器的設計概念上尋求突破，同時(shí)最大程度地提高集成度，才能有效減少外圍元件數，從而最終降低系統成本，這正是新推出的PWM控制器AP3710的方案設計思路。AP3710是一款射極驅動(dòng)模式的PWM控制器芯片，啟動(dòng)時(shí)首先從驅動(dòng)端OUT獲得初始電流，供電源端VCC，系統開(kāi)始工作。系統正常工作時(shí)，從變壓器的輔助繞組獲得足夠的能量維持VCC電壓。UVLO比較器確保了AP3710在一定的開(kāi)啟電壓和關(guān)斷電壓區間內可靠運行。內置振蕩器的頻率固定，但開(kāi)關(guān)頻率在一定范圍抖動(dòng)，改善了系統EMI。斜波補償功能提高了系統的穩定性。短路保護功能的實(shí)現方式是：當系統輸出短路時(shí)，VCC端必將跌落至關(guān)斷其門(mén)檻以下，此時(shí)芯片并不立即從啟動(dòng)，而是從通過(guò)放電模塊將VA端的電位拉低，使AP3710的VCC端得不到能量供應，從而有效降低了系統短路時(shí)的輸入功率。

　　AP3710的電源適配器方案

　　圖4是AP3710的適配器方案原理圖。AP3710（U1）的脈沖輸出腳與三極管Q1的發(fā)射極直接相連，電網(wǎng)上電后，U1的OUT腳首先從Q1的發(fā)射極獲得能量，實(shí)現啟動(dòng)。C6、R7和C5是環(huán)路補償元件，再配合恒壓元件U2實(shí)現對負載端電壓的穩定性調節。整體方案具有最好的性能，諸如待機功率、 EMI、轉換效率、動(dòng)態(tài)特性等性能達到了高性能電源適配器的指標要求。另外，該方案的器件數量少，沒(méi)有輸入X電容及共模電感，Q1是低價(jià)格的晶體三極管，因而這是一種極高性?xún)r(jià)比的電源適配器方案。