由Fairchild公司近年推出的小功率单片开关电源集成电路FSD200/FSD210,输出功率硎,内部集成了PWM控制及功率MOS管,并有过热、过负荷保护、欠压锁存、软起动、电流限止等功能,其独特的频率抖动电路能较大地减弱电磁干扰。FSD200与FSD210基本一致,但FSD200采用了自供电的形式,不需反馈绕组。由此设计的开关电源,可大大减少元件量、重量、设计尺寸、且系统可靠性增加,而它的低价格又为小功率开关电源设计的优化创造了条件。
1 主要工作原理
1.1 启动
FSD200单片开关电源的内部框图如图1所示。图1中,FSD200单片开关电源启动时,直流高压电源通过Vstr 引脚进入芯片内部的高压调节器,再稳压到7 V作为芯片工作电压VCC ,同时以约100uA的电流源向参考电压及欠压锁存(uVLO)模块充电。VOC的外接电容一般选在10-47uf ,这种方式省去了通常开关电源须采用反馈线圈提供工作电压的需要,见图2。
图1 FSD200内部功能原理框图
图2 PSD200单片开关电源电路
高频变压器的设计是开关电源中一个较关键的因素。参数的设计参照了文献[2]。变压器采用EE22磁芯,初级:∞ .18 1Tfn×1,173匝;次级V1:∞ .37 1Tfn×2(双线并绕),5匝,次级V2 :唧.24 1Tfn×1,15匝,导线均为公制线规。变压器初级电感3.75 mH。高频变压器的初级保护电路由Rl、C3、快速恢复二极管D1组成,用以吸收漏感引起的尖峰电压,保护MOSFET不被损坏,并给电感提供续流回路。从图2中可看出,采用FSD200的小功率单片开关电源电路元器件非常少,但它仍具有过热、过载保护、软起动、电流限止、待机自举操作等功能,整个电路的成本已低于同功率的串联线性稳压电源。
3 结 语
采用FSD200的单片开关电源线路简单可靠、体积小、效率高,可广泛用于小型电子设备、充电器等场合。长期以来,10W 以下的小功率稳压电源,因成本、线路复杂等原因,采用开关电源的方案并不经济,FSD200的使用可突破这个瓶颈,并使电源的设计工作得到简化。