LinkSwitch系列恒压/恒流式单片开关电源的应用

由1A、600V的硅二极管VD₁（1N4937）和0.1μF电容器C₄组成钳位保护电路，用来吸收由高频变压器漏感产生的尖峰电压。初级绕组的感应电压值（U_OR）亦称次级反射电压，它与输出电压U_O之间存在下述关系式：U_OR=n（U_O＋U_F1）（式中n为初级与次级的匝数比，U_F1为次级整流管的压降）功率电感器。这表明U_OR能反映输出电压的高低。因此，利用取样电容C₄所获得的反馈电压同样能反映出UO的变化情况。电阻R₁的作用就是将C₄上的反馈插件电感电压转换成反馈电流（即控制端电流I_C），进而去调节LNK501的输出占空比，实现稳压目的。利用R2可降低开关噪声。根据实际需要还可在初、次级返回端之间并联一只1000～2200pF、耐压值为1.5kV的安全电容C₆，进一步抑制电磁干扰，具体接线方法如图1中虚线所示。

在恒压区域内，输出电压受占空比控制。当I_C>2mA时，进入恒压区，输出电压及占空比同时降低；在I_C=2.3mA时，进行过电流保护，使占空比降至30％。若U_O降到2V以下，则C₃放电，使LNK501进入自动重启动阶段，迅速将输出电流限制在50mA以下。若实际输出功率超过P_OM，则U_O↓→U_OR↓→I_C↓，从而限制了漏极电流ID的进一步增大。若因输出端发生短路故障而导致输出功率继续增大，则I_C下降到0.9mA，迫使控制端电容C_c放电，LNK501就进入自动重启动阶段。上述自动保护功能提高了电池充电器在工作时的安全性。在空载或轻载的情况下，芯片的功耗随开关频率的降低而降低。

该恒压／恒流式电池充电器的输出特性如图2所示。图2中的实线代表极限值。次级整流管VD₂采用11DQ06型1A／60V肖特基二极管，亦可用MBR160代替。

图2 由LNK501构成恒压／恒流式电池充电器的输出特性

3 电路设计要点

3.1 最大输出功率

LinkSwitch在交流85～265V宽范围输入、交流230V固定输入时的最大连续输出功率（P_OM）分别为3W、4W。为达到最大连续输出功率，设计电路时应注意以下事项。

1）设计的直流输入电压最小值U_Imin≥90V。当交流输入电压u=85～265V时，输入滤波电容的容量可按3μF/W的比例系数来选取。对于交流230V或115V固定输入电压，可按1μF/W的比例系数来选取。

2）LinkSwitch是专门设计在不连续模式下工作的，此时初级绕组感应电压U_OR的范围是40～60V。若设计成连续模式，会导致环路工作不稳差模电感定。

3）次级整流管应采用肖特基二极管。图1中的VD₂就采用1A/60V的肖特基二极管。

4）预先可假定电源效率η=70％。

5）源极引脚必须与印制板上的覆铜箔接触良好，以保证将热量及时散发出去，使芯耦合电感器片温度不超过＋100℃。

除了受温度条件、通风状况、封装形式、电源结构等因素的影响之外，在给定条件下LinkSwitch的最大输出功率还与高频变压器磁芯的大小、导磁率、初级电感容量、最小输入电压、输入滤波电容的容量、输出电压、整流管压降等参数有关，这会造成实际的P_OM值与设计值不相等。

3.2 高频变压器

在非连续模式下，当功率MOSFET关断时，已存储在高频变压器中的能量就转换为次级输出。若不考虑次级损耗的情况下，则高频变压器的最大转换功率为

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