作者：沙占友 馬洪濤 安兵菊

    摘要：與傳統(tǒng)的開關(guān)電源相比，特種集成開關(guān)電源具有電路新穎、功能奇特、性能先進、應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛等特點。詳細介紹了兩種新型特種單片開關(guān)電源模塊的電路設(shè)計，一種是2.5W恒壓／恒流式充電器模塊，另一種是帶以太網(wǎng)接口的15WDC／DC電源變換器模塊。

    關(guān)鍵詞：單片開關(guān)電源；模塊；恒壓／恒流；以太網(wǎng)電源；同步整流

    引言

    特種集成開關(guān)電源主要包括以下5種類型[1]：

    1）復合型開關(guān)電源；

    2）恒壓／恒流（CV／CC）型開關(guān)電源；

    3）截流輸出型開關(guān)電源；

    4）恒功率輸出型開關(guān)電源；

    5）其他專用開關(guān)電源，例如高速調(diào)制解調(diào)器（HighSpeedModem）電源、DVD電源等。

    
    特種單片開關(guān)電源有兩種設(shè)計方案：第一種是采用通用單片開關(guān)電源集成電路（例如TOPSwitch－Ⅱ、TOPSwitch－FX、TOPSwitch－GX等系列），再配上電壓控制環(huán)、電流控制環(huán)等外圍電路設(shè)計而成的，其特點是輸出功率較大，但外圍電路復雜；第二種是采用最近問世的LinkSwitch系列高效率恒壓／恒流式三端單片開關(guān)電源芯片，或選用LinkSwitch－TN系列、DPA－Switch系列單片開關(guān)電源專用IC[2]，這樣可大大簡化電路，降低成本，適合構(gòu)成中、小功率的特種開關(guān)電源。

    1 2.5W恒壓／恒流式充電器模塊

    下面介紹一種由LNK500構(gòu)成的2.5W恒壓／恒流式充電器模塊。它適用于手機電池充電器、個人數(shù)字助理（PDA，即Personal Digital Assistant）、便攜式音頻設(shè)備、電動剃須刀、家用電器的內(nèi)置電源（如彩電的備用電源、偏置電源）等領(lǐng)域。

    1.1 性能特點和技術(shù)指標

    1）采用高效率恒壓／恒流式單片開關(guān)電源LNK500，交流輸入電壓范圍是85～265V，當交流輸入電壓為265V時，漏電流<5μA，額定輸出電壓為5.5V，最大輸出電流為0.45A，輸出功率為2.5W。

    2）低功耗，高效率，空載功耗<0.3W，電源效率的典型值η≈68％。

    3）在峰值功率點，允許輸出電壓有±10％的誤差，當初級電感量Lp的誤差為±10％時，輸出電流有±25％的誤差。

    4）電路簡單，價格低廉，該電源僅需23個元器件，不需要次級反饋電路，用初級電路即可實現(xiàn)恒流／恒壓輸出，允許采用低價格、小尺寸的EE13型磁芯。

    5）具有過熱保護、輸出短路保護及開環(huán)保護功能。

    6）符合電磁兼容性國際標準CISPR22B／EN55022B。

    
    1.2 2.5W恒壓／恒流式充電器模塊的電路設(shè)計

    由LNK500構(gòu)成2.5W恒壓／恒流式充電器模塊的內(nèi)部電路如圖1所示。FR為可自恢復熔斷電阻器，它具有限流保護作用并能限制上電時的沖擊電流。由VD1～VD4構(gòu)成橋式整流，由電感L1、L2和電容C1、C2組成低功耗π型濾波器，能濾除電磁干擾。L2可采用3.3μH的磁珠。在LNK500內(nèi)部功率MOSFET導通時，輸出整流管VD6截止，此時電能就儲存在高頻變壓器中。當功率MOSFET關(guān)斷時，VD6導通，儲存在高頻變壓器中的能量就通過次級電路輸出。VD6采用1A／100V的肖特基二極管SB1100，R4和C7并聯(lián)在VD6兩端，能防止VD6在高頻開關(guān)狀態(tài)下產(chǎn)生自激振蕩。C6為輸出端濾波電容。R5為22kΩ的負載電阻。

    由R1、C3和VD5構(gòu)成的RCD型箝位電路具有以下功能：

    1）當功率MOSFET關(guān)斷時，對初級感應(yīng)電壓進行箝位；

    2）能簡化反饋電路的設(shè)計。

    控制端的反饋電流由電阻R2來設(shè)定。剛啟動電源時由控制端電容C4給LNK500供電，C4還決定了自動重啟動頻率。

    為了降低電磁干擾，高頻變壓器的初級設(shè)計了兩個繞組，分別為NP1及NP2。NP2被稱為"抵消繞組"（cancellation winding），它經(jīng)過R3及C5接初級返回端，能降低初