【例1-22】 1.44W/12V输出开关电源电路
图1-25所示电路为一个典型的输出为12V/120mA的非隔离电源,输入级由保险电阻RF1、二极管VD3和VD4、电容C4和C5以及电感L2构成。电阻RF1为阻燃可熔的绕线电阻,它同时具备以下多个功能:
图1-25 1.44W/12V输出开关电源电路
(1) 将整流管VD3和VD4的浪涌电流限制在安全的范围。
(2)差模噪声的衰减。
(3)在其他任何元件出现短路故障时,充当输入熔断器的功能。
在图1-25所示的电路中,采用LinkSwitch-TN系列的LNK304器件。LinkSwitch-TN系列器件引脚功能如下:
(1)漏极(D)引脚。MOSFET的漏极连接点,在开启及稳态工作时提供内部工作电流。
(2)旁路(BP)引脚。0.1μF的外部旁路电容的连接点,用于内部产生5.8V供电电源。
(3)反馈(FB)引脚。在正常工作情况下,MOSFET开关由此引脚来控制,当流入此引脚的电流大于49μA时,MOSFET的开关被禁止。
(4)源极(S)引脚。此引脚为MOSFET的源极连接点,同时也是旁路和反馈引脚的接地参考点。
功率处理级由LinkSwitch-TN器件、续流二极管VD1、输出电感L1及输出电容C2构成。选用LNK304器件使电源工作在非连续工作方式(MDCM)。对于非连续工作方式,二极管VD1采用反向恢复时间(trr)约为75ns的超快恢复二极管;而对于连续工作方式(CCM)的设计,应使用反向恢复时间(trr)小于等于35ns的二极管。电感L1为非定制标准电感,具有适当的RMS电流额定值(要满足温升要求)。电容C2是输出滤波电容,其主要功能是限制输出电压纹波,输出电压的纹波取决于输出电容的ESR而非电容的容量。
为了简化设计,二极管VD1和VD2的正向导通压降是相同的,因此,C3两端的电压会跟踪输出电压。R1和R3构成的电阻分压器对C3的电压进行检测及稳压。选取R1和R3的阻值,使得FB引脚电压为1.65V,以使输出电压为所要求的稳压值。
图1-25所示电路通过丢开关周期的方法来维持输出电压的稳定,当输出电压上升时,流入FB引脚的电流增加。如果此电流超过IFB值,则随后的周期就会被丢掉,直到此电流低于IFB值时才会执行开关工作。因此,随着负载的减轻,会有更多的周期被丢掉;而当负载加重时,只有很少的周期被丢掉。如果在50ms期间没有任何周期被丢掉,Link-Switch-TN器件(限于LNK304~306)会进入自动重启动状态以提供过载保护,并将平均输出功率限制在最大过载功率约6%的水平上。在轻载或空载情况下,由于输出电压和C3两端电压存在跟踪误差,在输出端需要一个很小的假负载R4,R4的阻值应为2.4kΩ。