一種綠色模式開關電源的研究與設計
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降低開關電源功耗的主要途徑是降低開關損耗和控制電路功耗。減少控制電路功耗可通過選擇功耗低、功能強、所需外部元件少的控制芯片及簡化外部控制電路來實現。這里主要討論降低開關損耗的措施。許多電子產品在使用中常處于輕載或待機狀態，而開關電源中功率開關管的開關頻率都很高，當開關電源工作在輕載或待機狀態下時，開關損耗成為主要損耗，相對損耗大大增加，效率降低。降低輕載損耗的有效方法是在輕載狀態下降低開關電源的開關頻率，從而使輕載效率保持與滿載時相同。圖1中，隔離變換控制電路采用準諧振電源控制器FA5531P及外圍元件構成。FA5531P的開關頻率不是由他激振蕩器決定的固定開關頻率，而是由自激振蕩決定。芯片在正常負載時保持固定頻率的準諧振開關狀態，輕載時自動降低開關頻率以減少空載損耗，最低開關頻率可降至1KHz，FA5531P開關頻率與輸出功率關系如圖3所示。FA5531P的另一個特點是具有內部啟動電路，從而也降低了待機功耗。FA5531P自身功耗很低，工作電流僅1．5mA，集成度高，只需極少的外部元件。本文引用地址：http://www.104case.com/article/181006.htm
開關器件的寄生電容是引起開關損耗的重要因素。功率MOSFET的阻斷電壓較大，開通過程中，因寄生電容的存在而引入的損耗也大。因此設計了谷底檢測電路探測功率開關管的電壓谷底，以控制開關管的零電壓開通，減小寄生電容引入的損耗，提高轉換效率。
整流采用同步整流技術，與快恢復二極管整流比較，同步整流采用通態電阻極低的專用功率MOSFET，同步控制功率MOSFET零電壓開通，不但功耗低，還可降低噪音。由于電流越小功率MOSFET導通壓降越低，這一特性對于改善輕載效率尤為有效。同步整流控制采用同步整流控制器TEA1761控制，采用在零電流時自動關斷外部功率開關的軟開關技術，減少了開關損耗，不需要另外的待機模式就可在控制運行時保持高效率。TEA1761具有高精度內部參考電壓，內部集成了輸出電壓和輸出電流調節電路，可以方便地對輸出電壓或輸出電流進行反饋控制。作為一款綠色芯片，TEA1761不但自身功耗低(最大功耗不超過0．5W)，而且從空載到滿載都具有高的變換效率。
2 開關電源電路設計
2．1 功率因數校正電路
功率因數校正電路原理如圖4所示。電路中，電感L、功率MOS開關管Vo、二極管Do和電容Co組成Boost變換器。電阻分壓器RAc1和RAc2對輸入電壓波形取樣，獲得輸入電壓前饋信號，作為控制芯片UCC38050內部乘法器的一個輸入，與電源反饋信號一起生成電感電流參考信號。電阻Rzc將電感電流過零信號輸入芯片，以控制開關管零電流開通。電阻Rs1檢測開關管電流，輸出電壓經Ro1和Ro2分壓后反饋給芯片。這些信號輸入芯片后，經過UCC38050內部運算與控制，形成PWM控制信號，控制開關管通斷，使電流波形跟蹤電壓波形，實現功率因數校正。UCC38050構原理見文獻。
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