單片式開關(guān)電源在電器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.3.2　輔助電路的設(shè)計(jì)

TNY268P系列芯片的內(nèi)保護(hù)電路比較完善,外部保護(hù)電路的設(shè)計(jì)相對簡單.除了過流保護(hù)、EMI濾波器外,主要是保護(hù)電路的輸入欠壓檢測電路、散熱設(shè)計(jì)等.

1）欠壓電路設(shè)計(jì)

TNY268P內(nèi)部集成輸入欠壓檢測電路,通過EN/UV端的外接電阻R2和R3監(jiān)控輸入電壓.當(dāng)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(dá)到保護(hù)目的.

2）鉗位保護(hù)電路設(shè)計(jì)

單片式開關(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(dǎo)致TNY器件的損壞.R1,D5和C5構(gòu)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(shè)計(jì)時(shí)D5選高壓穩(wěn)壓二極管VDz,C5選壓電效應(yīng)很小的聚脂薄膜電容;R1取100kΩ～150kΩ.

3）反饋電路設(shè)計(jì)

由于該電源應(yīng)用于電器控制系統(tǒng),所以要求精度和穩(wěn)定性較好.為滿足設(shè)計(jì)要求,采用TL431型可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器,以提高輸出電壓的穩(wěn)定性.電壓反饋電路應(yīng)從LC濾波器的前面引出,LC的諧振頻率要高,以濾出開關(guān)噪聲電壓.

4）散熱設(shè)計(jì)

TNY268P芯片屬于DIP-8封裝,無需外接散熱片,靠銅箔接地并起到散熱作用,在PCB設(shè)計(jì)時(shí)需直接焊接在PCB上,并盡量增大敷銅面積,周圍留足夠的散熱空間,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(shù)之外,還有輸入、輸出整流濾波電路的設(shè)計(jì)。

2　電磁兼容性設(shè)計(jì)

電磁兼容性（EMC）已成為檢驗(yàn)家電產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo),開關(guān)電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài),其內(nèi)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(qiáng)噪聲源,且頻率越高噪聲越大.從某種程度上說,電磁兼容性問題成了阻礙開關(guān)、電源在家用電器控制系統(tǒng)中推廣應(yīng)用的主要因素之一.因此,在家用電器控制系統(tǒng)的輔助電源設(shè)計(jì)中,研究電磁兼容性設(shè)計(jì)是重要環(huán)節(jié).設(shè)計(jì)過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(yuǎn)離輸出級;PCB板上的相關(guān)導(dǎo)線應(yīng)盡量短而寬,尤其漏極的引線要盡可能短,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)造成單片開關(guān)電源輸出電壓的波動(dòng),嚴(yán)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(dāng)增加輸入濾波器C1的容量;在交流進(jìn)線端并聯(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(jié)論

結(jié)合電器控制系統(tǒng)輔助電源的特點(diǎn),采用TNY268P設(shè)計(jì)了雙輸出的單片式開關(guān)電源,并給出了設(shè)計(jì)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關(guān)電源進(jìn)行了分析和工程設(shè)計(jì),并在冰箱、洗衣機(jī)等電器控制系統(tǒng)進(jìn)行了多次運(yùn)行試驗(yàn),結(jié)果表明,該電源在實(shí)際工作中性能穩(wěn)定、工作可靠,通用性強(qiáng),抗電磁干擾性能好,成本低、易于集成,能滿足電器控制系統(tǒng)的技術(shù)要求.