高性價比的電源適配器應用電路設計

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高性價比的電源適配器應用電路設計

本文所討論的低功率電源適配器主要針對輸出功率5~15瓦的電源系統。主要有兩類方案，即集成PWM控制器方案和分立PWM控制器方案。圖1是集成PWM控制器的典型應用圖，U1采用DIP-8封裝，內部集成了PWM控制器和功率MOSFET。變壓器輸入側電路包括：由X電容CX和共模電感L-COM組成的輸入濾波電路，由BD組成的整流橋電路，由U1組成的控制及功率電路。變壓器輸出側包括：二極管D10等組成的輸出整流濾波電流；固定電壓基準U2等組成的穩壓反饋電路。該方案由于功率器件和PWM器件集成在一個封裝內，故集成度較高，但散熱設計難。圖2是分立PWM控制器方案，U1多采用SOIC-8或SOT23-6，內部只含PWM控制器，功率器件Q1是MOSFET。其余外圍電路與集成PWM控制器方案相同。

以上兩類方案的PWM控制器部分的共性是：多內置固定開關頻率、斜波補償、輕載時自動跳頻、負載短路開路保護，這些都滿足了5W~15W消費類電源系統的低成本、低待機能耗、高可靠性要求。以上兩種方案及其拓展成的多數應用方案在DVD電源、電腦輔助電源、電池充電器、網絡通訊設備領域等占有統治地位。

無論是圖1的集成PWM控制方式還是圖2的分立PWM控制器，都只能與功率器件MOSFET配套使用，故成本較高；為了符合電磁兼容要求，其應用系統的輸入部分還必須含有X電容和共模電感L-COM組成的輸入濾波電路，成本也高。粗略估算，PWM控制（包括功率MOSFET）及輸入濾波電路的成本是整個系統元件成本的35%，這些都不符合消費類電子低成本的趨勢要求。
因此，從PWM控制器的設計概念上尋求突破，同時大程度地提高集成度，才能有效減少外圍元件數，從而終降低系統成本，這正是新推出的PWM控制器AP3710的方案設計思路。AP3710是一款射極驅動模式的PWM控制器芯片，啟動時首先從驅動端OUT獲得初始電流，供電源端VCC，系統開始工作。系統正常工作時，從變壓器的輔助繞組獲得足夠的能量維持VCC電壓。UVLO比較器確保了AP3710在一定的開啟電壓和關斷電壓區間內可靠運行。內置振蕩器的頻率固定，但開關頻率在一定范圍抖動，改善了系統EMI。斜波補償功能提高了系統的穩定性。短路保護功能的實現方式是：當系統輸出短路時，VCC端必將跌落至關斷其門檻以下，此時芯片并不立即從啟動，而是從通過放電模塊將VA端的電位拉低，使AP3710的VCC端得不到能量供應，從而有效降低了系統短路時的輸入功率。
AP3710的電源適配器方案

高性價比的電源適配器應用電路設計

圖4是AP3710的適配器方案原理圖。AP3710（U1）的脈沖輸出腳與三極管Q1的發射極直接相連，電網上電后，U1的OUT腳首先從Q1的發射極獲得能量，實現啟動。C6、R7和C5是環路補償元件，再配合恒壓元件U2實現對負載端電壓的穩定性調節。整體方案具有的性能，諸如待機功率、 EMI、轉換效率、動態特性等性能達到了高性能電源適配器的指標要求。另外，該方案的器件數量少，沒有輸入X電容及共模電感，Q1是低價格的晶體三極管，因而這是一種極高性價比的電源適配器方案。

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