EPS的節能“改革”方案
2.2 典型應用
圖2顯示的是一個典型的用LNK564IC構成的6V330mA恒壓/恒流(CV/CC)輸出電源電路的替代方案。值此對方案特點作一分析。
2.2.1 輸入電路
AC輸入差模濾波可由C1和L1形成的極低成本的輸入濾波器得以實現。LNK564的頻率抖動特性省去輸入pi(C、L、C)濾波元件,僅需要一個大容量電容。加上一個套管還可使輸入電感L1既用作保險絲,又用作一個濾波元件。這一簡單的Filterfuse(濾波保險絲)輸入級更進一步地降低了系統成本。
另一個可選方案是用一個保險絲電阻RFl來提供保險絲的功能。
在某些應用中如果允許EMI的裕量較低及/或降低的輸入耐浪涌能力,那么可以從中線上取掉輸入二極管D2。在這類應用中,D1需要是一個耐壓為800V的二極管。
2.2.2 關于LNK564開/關控制
該設計采用簡單的偏置繞組(T1脈沖變壓器/1.2)電壓反饋方式,由LNK564進行開/關控制。當開關關閉時,由R1及R2形成的電阻分壓器決定了脈沖變壓器T1偏置繞組上的輸出電壓。在V/I曲線(見圖1(b))上的恒壓工作區域,LNK564器件使能/禁止開關周期以維持FB引腳的電壓為1.69V。二極管D3及低成本陶瓷電容C3提供初級反饋繞組(T1/3.4)電壓的整流濾波功能。當加重的負載超出恒定功率閾值,FB引腳電壓開始隨電源輸出電壓的下降而降低。內部振蕩器頻率在這一區域內線性下降,直到達到啟動頻率50%為止。當FB引腳電壓下降到低于自動重啟動閾值(FB引腳通常為0.8V,這相當于電源輸出電壓在1V到1.5V之間),電源將關斷100ms,然后再重新開啟100ms。它將會持續進行這一工作模式直到FB腳超過自動重啟動閾值。這一功能在輸出短路的情況下可降低平均輸出電流。該方案中,可將C3提高到0.47mF或更高來進一步降低空載耗。
由于LNK564中使用了限流調節技術從而使得限流點公差非常精確,同時采用較新的變壓器結構技術得以在初級電路中實現無箝位電路的設計。峰值漏極電壓在265VAC輸入時可以控制在550V之下,對700V耐壓(BVDss)的MOSFET管來說有非常大的裕量。
2.2.3 輸出電路管的選擇
輸出的整流濾波由輸出整流管D4和濾波電容C5來實現。
由于自動重啟動特性,平均短路輸出電流大大低于1A,因而可以使用低成本的D4整流管。輸出電路只要能處理電源輸出短路時的持續短路電流就可以了。二極管D4為超快恢復型二極管,用來優化輸出V/I特性。備選電阻R3作為假負載,在空載輸出時將輸出電壓加以限制。盡管存在這個假負載,空載能耗在265VAC時仍能保持在140mW左右的目標范圍內。通過將R3的值提高到2.2kW或更高,就可滿足更低的空載能耗要求,并同時可將輸出電壓限制在9V以下。如需要,可將備選的Zener(齊納)嵌位二極管(VRl)安裝在電路板的左側的空白位置以便在開環情況下限制電源最大輸出電壓。
3 利用智能電源管理技術節省能源
近幾年來,電源管理技術有飛躍的發展,可供選擇的設計方案也越來越多。政府環保團體及消費者不斷向電子產品廠商施加壓力,敦促他們增加產品功能的同時,也必須降低系統的能耗。目前,便攜式電子產品市場的發展尤其令人矚目,例如,無線通信產品不斷推陳出新,功能也越趨多樣化,是帶動整個市場發展的功臣。照目前的發展趨勢看,移動電話、個人數字助理、MP3播放機、數字相機及便攜式電子游戲機都朝著外型更小、速度更高、功能更齊備的方向發展。為了確保/通話時間/(即電池壽命)可以延長至滿意的水平,工程師便一直致力于改善電源供應子系統的設計。
便攜式電子產品的電池壽命取決于兩個關鍵因素,其一是電源轉換效奉,而另一個因素是系統的能源管理方法。電源轉換系統負責將電池的供電電壓盡量以最高的效率轉為設計規定的供電干線電壓,而能源管理系統則針對實際的應用情況,實時提供剛好能滿足其需要的供電,以節省能源。
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