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开关电源中PWM芯片待机功能的研究

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1    引言

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。随着电器和网络产品的普及,电子产品待机状态下的耗电量越来越引起国际节能,环保组织和有关国家的重视。待机能耗不仅浪费电能,而且也制造巨大的环保压力。我们知道开关损耗与电源的工作频率成正比,因此,可以设法在电源输出功率变小乃至于进入待机状态时,使其工作频率降低。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≌

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