PWM芯片在开关电源中待机功能的设计实现

待机是指产品已连接到电源上，但处于未运行在其主要功能时的状态。待机的目的就是要降低电源在空载或轻载时的损耗。这可以通过许多控制功能芯片来实现，例如集成芯片L5991等。目前，很多PWM芯片还不具有变频的待机功能，因而，我们可以借鉴L5991芯片的这个功能电路来实现其他PWM芯片的待机功能。

2 L5991芯片的待机功能电路介绍

　　L5991芯片，是由BCD60II技术发展而来的，设计目的是用一个固定频率的电流模式控制，实现离线式DC/DC电源应用。L5991是一个标准电流型PWM控制器，该控制器具有可编程软启动，输出/输入同步，闭锁（用于过压保护和电源管理），精确的极电感厂家限占空比控制，脉冲电流限制，用软启动来进行过流保护，和当空载或轻载时使振荡器频率降低的待机功能等优点。

图1是该芯片待机功能的基本内部电路。管脚2外接两个电阻（RA和RB）和一个电容(CT)，照图1中连接，是用来分别设置振荡器正常运行的工作频率（fosc）和待机模式的工作频率（fsb）。实际上，只要待机信号是高电平，该管脚能通过一个N沟道FET内部连于参考电压Vref，所以，定时电容CT通过RA和RB放电。当待机信号变低，N沟道FET就关闭且该管脚悬空，CT只通过RA放电，这样振荡器频率就会变低。VCT在正常运行中由Vref通过RA和RB控制,而在待机时通过RA来进行调控。当CT上的电压达到3V时，电容会快速地内部放电。当电压降到1V塑封电感时，它开始再次充电。

图1 L5991芯片的待机功能基本电路

正常运行中RT将等于RA//RB，其频率公式为

fosc≌假如，由于负载减小使得主电流峰值降低，且Vcomp降低到一个固定极限（VT1）电感电容滤波器时，振荡器频率将被设置到一个较低的数值上（fsb）。假如，主电流峰值增加且Vcomp超过VT2时，振荡器频率将重置在正常值上（fosc）。频率的变化引起Vcomp的变化，并且由于能量平衡原因而方向相反，因而，提供一个恰当的滞后便可以防止振荡器频率在fsb与fosc之间变动。

3 反激式开关电源待机功能的实现

根据上述L5991芯片的待机原理，我们可以试想，在UC3842构成的反激式开关电源的基础上加入待机功能。通过对与负载相联系的反馈电压进行检测，利用芯片内部的误差放大器的输出值，对频率进行改变。

UC3842芯片的管脚1为误差放大器输出，图2为芯片待机功能的基本电路。

图2 芯片待机功能的基本电路

该电路的主要原理是：检测反馈电压经误差放大器后的输出值，通过一个迟滞比较器（施密特触发器），驱动开关管的开通或者关断，来实现RT的改变，从而改变电源的振荡频率。

我们可以看到，电源处于何种工作状态（正常工作或是待机），取决于迟滞比较器的阈值的设定，而该阈值取决于电源待机和正常工作时的误差放大塑封电感器器的输出值。

在实际设计的电路中，电源电路空载时，输出约为1.6V，而非轻载时为1.8V以上，因而，我们根据这个值来设定迟滞比较器的阈值。迟滞比较器由555芯片加上外围的电阻构成，该比较器的电路图如图3所示。

图3 迟滞比较器电路

图3中，555芯片的基准电源VDD为＋5V，由UC3842的脚8输出基准电压给定。迟滞比较器的上下阈值计算如下：

VTH=大功率电感VDD （3）

VTL= （4）

根据以上确定的阈值，确定各个电阻的阻值。

电源电路负载变化时，根据迟滞比较器的阈值，电源工作在相应的频率。

4 试验结果

根据以上原理搭构了由UC3842芯片控制的单端反激式开关电源电路[1][2][3]，并加入了待机电路，其中取CT=4700μF，RA=RB=20kΩ，验证了以上原理。

5 结语

由UC3842构成的开关电源，完全可以加入待机功能电路来实现待机功能，在空载的时候降低开关频率，有效地减少开关损耗。并且，完全可以在其他PWM芯片上也加入类似的检测控制电路来实现待机功能。

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