LinkSwitch―TN系列節(jié)能型單片開關(guān)電源的電路設(shè)計

摘要：在某些家用電器的控制電源以及智能化電能表、住宅供熱控制器中，允許使用非隔離電源。介紹了一種LinkSwitch－TN系列單片開關(guān)電源，可取代傳統(tǒng)的阻容降壓式線性電源，為實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能型小功率開關(guān)電源的優(yōu)化設(shè)計創(chuàng)造了有利條件。

關(guān)鍵詞：節(jié)能；單片開關(guān)電源；Buck電路；Buck?Boost電路；設(shè)計

0 引言

某些電子設(shè)備和家用電器并不需要使用輸入與輸出完全隔離的開關(guān)電源。例如，直流電機(jī)的驅(qū)動電源，空調(diào)、無霜冰箱和微波爐中的穩(wěn)壓電源，它們本身就屬于隔離系統(tǒng)，因此可由非隔離式開關(guān)電源供電，但要求這種開關(guān)電源的電路簡單、電源效率高。

PI公司于2004年1月最新推出LinkSwitch—TN系列四端非隔離式、節(jié)能型單片開關(guān)電源專用IC，它是專門為取代家用電器及工業(yè)領(lǐng)域所用小功率線性電源而設(shè)計的，不僅能去掉笨重的電源變壓器，還克服了阻容降壓式線性電源負(fù)載特性差的缺陷。LinkSwitch—TN系列包含LNK304P／G、LNK305P／G、LNK306P／G共6種型號，最大輸出電流為360mA，適用于家用電器中的控制電源以及LED驅(qū)動器。

1 LinkSwitch—TN系列單片開關(guān)電源的性能特點(diǎn)

1）LinkSwitch—TN系列產(chǎn)品能以最少數(shù)量的外圍元器件，構(gòu)成非隔離式、節(jié)能型開關(guān)電源。與傳統(tǒng)的“無源（靠電容降壓）”解決方案相比，LinkSwitch－TN采用了EcoSmartR節(jié)能技術(shù)，不僅能達(dá)到比電容降壓式線性穩(wěn)壓電源更高的效率，而且可提高功率因數(shù)。

2）使用靈活，既可設(shè)計成正壓輸出的降壓式（Buck）電路，亦可設(shè)計成負(fù)壓輸出的降壓或升壓式（Buck-Boost）電路、降壓式LED恒流驅(qū)動電路，能滿足不同用戶的需要。

3）輸入電壓范圍寬，在交流85～265V范圍內(nèi)具有良好的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率。有兩種工作模式可供選擇，即連續(xù)模式（CCM），不連續(xù)模式（DCM），多數(shù)情況下選擇不連續(xù)模式。

4）抗干擾能力強(qiáng)，低功耗。LinkSwitch—TN的開關(guān)頻率為66kHz，頻率抖動范圍是4kHz。利用頻率抖動技術(shù)能將電磁干擾降低10dB，還能減小EMI濾波器的功耗。功率MOSFET能快速導(dǎo)通，并且無過沖現(xiàn)象。當(dāng)電源空載且輸入電壓為230V時，采用自供電降壓電路的功耗僅為80mW；采用外部偏置電路時的功耗低至12mW。

5）保護(hù)功能完善。芯片內(nèi)部有短路后自動重啟動的保護(hù)電路、開環(huán)故障檢測及保護(hù)電路、限流保護(hù)電路和具有滯后特性的過熱保護(hù)電路。

在交流固定輸入230（1±15％）V或交流寬范圍輸入（亦稱通用輸入）時，LinkSwitch—TN的最大輸出電流值見表1。

表1 LinkSwicth—TN系列產(chǎn)品的最大輸出電流值 mA

2 LinkSwitch—TN系列單片開關(guān)電源的接線方式

2.1 LinkSwitch—TN的7種電路接線方式

LinkSwitch—TN的7種接線方式分別如圖1（a）～（g）所示。用戶可根據(jù)需要選其中一種電路。

（a）正端降壓式直接反饋電路

（b）正端降壓式光耦反饋電路

（c）負(fù)端降壓式光耦反饋電路

（d）負(fù)端降壓式LED恒流驅(qū)動電路

（e）正端升壓／降壓式直接反饋電路