非隔离式开关电源：一例家用电器的应用

LNK304属于LinkSwitch-TN系列产品，可替代电容降压式非隔离线性电源并省去电源变压器。与传统的“无源（靠电容降压）”解决方案相比，它采用了EcoSmart^®节能技术，不仅能达到比电容降压式线性稳压电源更高的效率；而且可提高功率因数。LNK304的外围电路简单，使用非常灵活。它既可设计成正压输出的降压式（Buck）电路，亦可设计成负压输出的降压/升压式（Buck-Boost）电路，能满足不同用户的需要。

由LNK304构成1.2W家用电器非隔离式开关电源的电路如图6-1所示，可用作空调机、洗碗机、电饭煲、电冰箱等白色家电的控制电源。

图6-1 1.2W家用电器非隔离式开关电源的电路

交流输入电压范围是85～265V。两路输出分别为U_O1（+7V，80mA）；U_O2（-5V，50mA）。该电源使用非常灵活，若以-5V输出作为参考端，则在返回端RTN（即公共端）与-5V端之间可获得+5V输出，其准确度为；在+7V端与-5V端之间还可获得+12V输出，其准确度为。其中，+5V输出可驱动白色家电的控制电路，+12V输出可给继电器供电。该电源特别适合需要负门极电压来驱动的双向晶闸管应用电路。此时以-5V输出作为参考时，双向晶闸管的门极可用0～-5V范围内的信号进行驱动。

R_F为阻燃型熔断电阻器，它具有以下功能：①对VD₁起限流保护作用；②降低串模噪声干扰；③当其他元器件发生短路故障时，R_F迅速被熔断，切断输入电压。用可熔断电阻器代替熔丝管的优点是它在熔断时不会产生电火花或烟雾，既安全又不造成干扰。交流输入电压经过VD₁半波整流、C₁和C₂滤波，C₁、C₂还与L₁一起构成电磁干扰（EMI）滤波器，可滤除从电源线引入的干扰。

R₁为偏置电阻，R₂为反馈电阻，C₄为反馈电容，VD₃为反馈二极管。C₃为BP端的旁路电容。输出电路由续流二极管VD₂、储能电感L₂和输出滤波电容C₅组成。输出电压首先经过VD₃，再经过R₁、R₂分压后获得反馈电压，送至LNK304的反馈端（FB）。+12V电压由R₁、R2来设定。L₂的峰值电流是由LNK304P的极限电流来限制的。在每个使能开关周期，LNK304内部的MOSFET导通，使通过L₂和C₅的电流线性地增大。一旦达到内部限流点，MOSFET就关断。L₂上的电感电流通过VD₂、C₅和C₆，来调整使能周期和关断周期的比值来实现稳压。一旦进入反馈端电流超过49μA，就会跳过一个周期。

-5V输出以稳压管VD_Z（MAZS0510M，5.1V/5mA）作参考，通过VT₂实现稳压。由R₃设置一个约2mA的电流，对VD_Z进行偏置，以减小VD_Z的电压变化，提高-5V输出的稳压性能。一旦输出发生短路，R₄可限制VT₂的集电极电流。当-5V输出空载时，利用假负载R₅可稳定空载电压。

设计要点：(www.xing528.com)

（1）续流二极管VD₂必须采用超快恢复二极管。图6-1中选用1A、600V的超快恢复二极管MURS160，其反向恢复时t_rr=25ns。若选择t_rr=50ns的超快恢复二极管，则电源效率可能降低。

（2）VD_Z应该选择小电流的稳压管。稳压值允许有±2%的偏差，当输入电压或负载发生变化时稳压精度可达。VD_Z的温度系数为-0.8mV/℃，当温度在0～50°C范围内变化时，所引起的输出电压变化率为±0.4%。

（3）为提高+12V输出的精度，R₁、R₂应采用偏差为±1%的精密电阻。

（4）为稳定空载输出电压，必须接假负载R₅和R₆。

（5）当交流输入电压范围是230（1±15%）V时，可将C₁、C₂的容量减小到2.2μF。对于交流110V输入电压，C₁、C₂的耐压值可降至200V。

（6）为使VT₁能正常工作，所选R₅的阻值应使空载时流过R₅的电流恰好等于1mA。对R₄的最大阻值的限制条件为VT₂上的压降至少为1V，才能保证+5V在满载输出时VT₂工作在线性区。

（7）当环境温度变化时，VT₁和VT₂的发射极压降U_BE会随之改变，U_BE的温度系数约为-2.1mV/℃。为减小环境温度对输出电压的影响，印制板上VT₁和VT₂的安装位置应尽量靠近，以便使两只管子的发射极压降变化量ΔU_BE能互相补偿。