摘要：介紹了一種基于開關(guān)電源芯片FSDM0565R 的三相輸入、多輸出反激式開關(guān)穩(wěn)壓電源。分析了FSDM0565R 的特性和工作原理，并給出了它的設(shè)計電路圖、實際參數(shù)的計算及器件的選取，最后給出了該電源模塊的實測波形及測試技術(shù)指標。實驗結(jié)果表明，利用該芯片設(shè)計的開關(guān)電源具有效率高、體積小、電路簡單、輸入電壓變化范圍寬、紋波小等特點。同時解決了工業(yè)現(xiàn)場三相輸入的問題，具有實際的推廣價值。

　　0.引言

　　由于線性電源發(fā)熱量大，效率低（僅35%左右），體積大等缺點。開關(guān)電源自20 世紀以來便顯出了強大的生命力， 倍受學者和用戶的青睞。目前，開關(guān)電源以其高性能，高效率（75%，現(xiàn)在單片集成開關(guān)電源效率早已達到90%以上），這對解決能源問題起到推波助瀾的作用，很多節(jié)能電器的電源供給早已被開關(guān)電源取代；體積小，易于安裝，對于工業(yè)現(xiàn)場的電源供給起到了重要的作用；設(shè)計功率可選范圍大（從幾十瓦到幾千瓦都可以用開關(guān)電源來實現(xiàn)）。反激式開關(guān)電源相對其它類型的開關(guān)電源輸出功率小，變換電路簡單，所用元件少，適用于中小功率并提供多路直流電流輸出， 所以被大量用于控制電路和路燈節(jié)能、防盜控制箱中。本文分析了反激式開關(guān)電源工作方式并以FSDM0565 型芯片設(shè)計了一款多輸出反激式開關(guān)電源模塊，并給出了測試過程的數(shù)據(jù)和波形。

　　1.FSDM0565R 的主要性能特點和工作原理

　　1.1 性能特點

　　FSDM0565R 是Fairchild 半導體生產(chǎn)的單片開關(guān)電源設(shè)計芯片，它由PWM 控制器、振蕩器、熱關(guān)斷保護電路、故障保護電路及其他控制電路集成在一個單片器件內(nèi)。由于芯片本身功耗很低，電源效率可達到80%左右。具體性能如下：a、堅固的內(nèi)部雪崩值SenseFET; b、先地的間歇工作模式（240VAC 1W 和0.5W 時的消耗）； c、精確的固定工作頻率：66KHz;d、內(nèi)部啟動電路、改進的電流限制、過電壓保護（OVP）、過載保護（OLP）、內(nèi)部熱關(guān)斷功能（TSD）、異常過電流保護（AOCP）、自動重啟模式、欠壓鎖定（UVLO）等。

　　1.2 FSDM0565R 的工作原理

　　FSDM0565R 主要包括以下幾部分：（1）啟動：在啟動時，內(nèi)部的高電壓電流源提供了內(nèi)部的偏壓， 并為連接Vcc 腳的外部的電容（CVCC）充電。當Vcc 達到12V 時，F(xiàn)PSTM 開始開關(guān)動作，此時內(nèi)部的高電壓電流源就消失。（2）反饋控制：開關(guān)電源的反饋控制有電壓控制和電流控制兩種方式，F(xiàn)SDM0565R 采用電流反饋控制方式。由一個光耦（如H11A817A）和一個分壓調(diào)整器（如KA431）組成一個典型的反饋網(wǎng)絡(luò)。在此需要強調(diào)在電路紋波調(diào)試時可能會出現(xiàn)紋波不對的情況，這很可能是由于反饋回路有問題，這時檢查電路時需要測量反饋回路的波形對比光耦兩邊的頻率是否一致。本人在設(shè)計時就由于成本問題，選用了低成本的低速光耦（NEC2501-1），導致了輸出頻率不夠從而達不到設(shè)計指標。所以選用光耦時要根據(jù)開關(guān)電源的頻率來選。（3） 保護電路：FSDM0565R 內(nèi)部集成了許多自我保護功能的電路，比如過載保護（OLP），過流保護（AOCP），過電壓保護（OVP）和過熱關(guān)斷（TSD）。具體指標詳見本芯片的技術(shù)手冊。（4）軟啟動：FSDM0565R 內(nèi)部集成了軟啟動電路，當電路啟動時，增加了PWM 比較器的反向輸入電壓和FET 的電流。通常的軟啟動時間是10 毫秒，提供給開關(guān)管的脈寬寬度逐步增加，以給高頻變壓器、電感器、電容器提供正確的工作工況。輸出電容也在啟動時充電，延緩了電壓的突變，從而不會使變壓器工作在飽和狀態(tài)，也減少了對輸出變頻二極管的沖擊。（5）突發(fā)模式：FSDM0565R 存在兩種模式，正常的66KHZ 模式和突發(fā)模式。為了減少在待機時的損耗，F(xiàn)SDM0565R 設(shè)有突發(fā)模式。當負載突然減少時，反饋電路的電流突然下降，這樣FSDM0565R 就會進入突發(fā)模式。

　　此時反饋電壓就會降到VBURL（500mV），這時開關(guān)管停止工作，輸出電壓依據(jù)待機負載開始下降到一定值。然后反饋電壓又會上升，它又會超過VBURH（700mV）的開關(guān)消耗，這兩種情況反復進行。

　　2.模塊系統(tǒng)組成和參數(shù)設(shè)計

　　圖1 是用FSDM0565R 芯片設(shè)計的反激式開關(guān)電源模塊，輸入電壓的范圍為85VAC~265VAC， 輸出功率為45W， 輸出直流電壓分三組：+5V（0.1A）、+12V（0.2A）、+13.8V（2A）。一個開關(guān)電源的設(shè)計主要是外圍電路的設(shè)計，分為：輸入整流濾波電路、高頻變壓器、鉗位保護電路、欠過壓保護電路、外部限流保護電路、輸出整流濾波電路以及反饋電路幾部分組成。如圖1 所示。

　　圖1 電源模塊電路原理圖