一种绿色模式开关电源的研究与设计
整流采用同步整流技术，与快恢复二极管整流比较，同步整流采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，同步控制功率MOSFET零电压开通，不但功耗低，还可降低噪音。由于电流越小功率MOSFET导通压降越低，这一特性对于改善轻载效率尤为有效。同步整流控制采用同步整流控制器TEA1761控制，采用在零电流时自动关断外部功率开关的软开关技术，减少了开关损耗，不需要另外的待机模式就可在控制运行时保持高效率。TEA1761具有高精度内部参考电压，内部集成了输出电压和输出电流调节电路，可以方便地对输出电压或输出电流进行反馈控制。作为一款绿色芯片，TEA1761不但自身功耗低(最大功耗不超过0．5W)，而且从空载到满载都具有高的变换效率。
2 开关电源电路设计
2．1 功率因数校正电路
功率因数校正电路原理如图4所示。电路中，电感L、功率MOS开关管Vo、二极管Do和电容Co组成Boost变换器。电阻分压器表贴电感器RAc1和RAc2对输入电压波形取样，获得输入电压前馈信号，作为控制芯片UCC38050内部乘法器的一个输入，与电源反馈信号一起生成电感电流参考信号。电阻Rzc将电感电流过零信号输入芯片，以控制开关管零电流开通。电阻Rs1检测开关管电流，输出电压经Ro1和Ro2分压后反馈给芯片。这些信号输入芯片后，经过UCC38050内部运算与控制，形成PWM控制信号，控制开关管通断，使电流波形跟踪电压波形，实现功率因数校正。UCC38050构原理见文献。
2．2 功率隔离变换器
功率隔离变换器电路如图5所示，由控制电路和反激式变换器组成。图中，变压器辅助绕组LZ、电阻RZCD、电容CzcD组成谷底探测电路，为控制芯片FA5531提供谷底检测信号。光电耦合器N1次级将输出电压反馈信号输入控制芯片。电路启动后，FA5531输出驱动信号使V1导通，V1电流上升，此电流由Rs检测输入到控制芯片的IS引脚，与由反馈输入FB引脚的电压决定的参考电压进行比较，达到参考电压时，V1关断，变压器绕组电压反相，变压器初级电感向次级负载馈送能量。当向次级馈送能量过程结束时，次级电流下降到零。变压器漏感与开关管寄生电容Cd构成了谐振电路，变压器辅助绕组感应此谐振电路的谐振电压，并输入到FA5531P的ZCD引脚。当次级电流下降到零时，谐振电路的谐振电压迅速下降，辅助绕组的感应电压也迅速下降，当ZCD引脚上的电压降至谷底探测阈值时，FA5531P驱动输出使V1重新导通。由于电阻RzcD、电容CzcD会引入延时，选择合适的RzcD、CzcD值，就可实现V1零电压开通。FA5531P引脚的功能见文献。
2．3 同步整流电路
采用TEAl761T的同步整流电路如图6所示。同步信号SRSENSE直接取自高频变压器次级，R3是输出电流取样电阻，通过选择合适的R3的阻值，可控制最大输出电流。TEA176模压电感器1T具有欠电压锁定和启动功能，D2为TEA1761T提供电源，同时检测输出电压，当Vcc引脚电压高于8．6V，TEA1761T激活同步整流电路和输出电压与输出电流检测电路。当电压低于8．1v时，则进入欠电压锁定状态，驱动输出保持低电平，光耦反馈输出被封锁。
分路整流器76L431、光电耦合器N1和分压电阻等组成输出电压反馈回路，将开关电源次级输出电压与参考电压的偏差反馈给初级的控制电路，调节隔离变换器功率开关占空比，稳定开关电源输出电压。76L431提供高精度基准电压，分压电阻对输出电压采样，与基准电压比较，其偏差被放大并改变光电耦合器输出，实现反馈。用76L431取代复杂的误差放大电路，简化了反馈电路结构。
系统利用芯片具有多种保护功能，设计了过电压保护、欠电压锁定、过电流保护、过热保护等保护电路以提高系统的可靠性，具体电路从略。
3 测试结果
对所设计的开关电源样机进行了测试，样机额定输出电压24V，额定输出电流3A。测试中负载电阻10Ω，当输入电压范围90～265V内时，功率因数λ≥0．985，电源效率η≥91．5％，THD≤4．25％。表1是待机与轻载时的功耗测试结果。
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