一种绿色模式开关电源的研究与设计
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降低开关电源功耗的主要途径是降低开关损耗和控制电路功耗。减少控制电路功耗可通过选择功耗低、功能强、所需外部元件少的控制芯片及简化外部控制电路来实现。这里主要讨论降低开关损耗的措施。许多电子产品在使用中常处于轻载或待机状态，而开关电源中功率开关管的开关频率都很高，当开关电源工作在轻载或待机状态下时，开关损耗成为主要损耗，相对损耗大大增加，效率降低。降低轻载损耗的有效方法是在轻载状态下降低开关电源的开关频率，从而使轻载效率保持与满载时相同。图1中，隔离变换控制电路采用准谐振电源控制器FA5531P及外围元件构成。FA5531P的开关频率不是由他激振荡器决定的固定开关频率，而是由自激振荡决定。芯片在正常负载时保持固定频率的准谐振开关状态，轻载时自动降低开关频率以减少空载损耗，最低开关频率可降至1KHz，FA5531P开关频率与输出功率关系如图3所示。FA5531P的另一个特点是具有内部启动电路，从而也降低了待机功耗。FA5531P自身功耗很低，工作电流仅1．5mA，集成度高，只需极少的外部元件。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/181006.htm
开关器件的寄生电容是引起开关损耗的重要因素。功率MOSFET的阻断电压较大，开通过程中，因寄生电容的存在而引入的损耗也大。因此设计了谷底检测电路探测功率开关管的电压谷底，以控制开关管的零电压开通，减小寄生电容引入的损耗，提高转换效率。
整流采用同步整流技术，与快恢复二极管整流比较，同步整流采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，同步控制功率MOSFET零电压开通，不但功耗低，还可降低噪音。由于电流越小功率MOSFET导通压降越低，这一特性对于改善轻载效率尤为有效。同步整流控制采用同步整流控制器TEA1761控制，采用在零电流时自动关断外部功率开关的软开关技术，减少了开关损耗，不需要另外的待机模式就可在控制运行时保持高效率。TEA1761具有高精度内部参考电压，内部集成了输出电压和输出电流调节电路，可以方便地对输出电压或输出电流进行反馈控制。作为一款绿色芯片，TEA1761不但自身功耗低(最大功耗不超过0．5W)，而且从空载到满载都具有高的变换效率。
2 开关电源电路设计
2．1 功率因数校正电路
功率因数校正电路原理如图4所示。电路中，电感L、功率MOS开关管Vo、二极管Do和电容Co组成Boost变换器。电阻分压器RAc1和RAc2对输入电压波形取样，获得输入电压前馈信号，作为控制芯片UCC38050内部乘法器的一个输入，与电源反馈信号一起生成电感电流参考信号。电阻Rzc将电感电流过零信号输入芯片，以控制开关管零电流开通。电阻Rs1检测开关管电流，输出电压经Ro1和Ro2分压后反馈给芯片。这些信号输入芯片后，经过UCC38050内部运算与控制，形成PWM控制信号，控制开关管通断，使电流波形跟踪电压波形，实现功率因数校正。UCC38050构原理见文献。
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