空调控制器开关电源方案设计

图2：常见的反激式拓扑电路结构

电路设计要点

以图2为例，介绍用NCP1014设计空调控制器开关电源电路的基本要点。

● 高频功率开关变压器T1
高频开关变压器是开关电源核心器件之一，其参数的设计直接影响到开关电源的许多性能。设计时须全面综合考虑开关电源各个方面因素。采用不连续模式时，开关变压器的电感量应选择少一些，反之，采用连续模式时，变压器电感量应选择大一些。变压器匝比的选择应结合需要的最大占空比、功率开关管和次级整流二极管的反向耐压值来考虑。一般来讲，功率小的开关电源采用不连续的工作模式。

● 初级输入滤波电容C1和C2
C1和C2可选用普通的电解电容，主要作用是对输入电压平滑滤波，滤除100赫兹纹波电压，为开关电源提供相对稳定的直流电压。宽电压输入范围时，C1和C2至少要保证开关电源每瓦有2微法以上的电容量。

● 差模抑制电感L1
L1与输入电容C1和C2一起构成Л型滤波电路，起到抑制开关电源EMI的作用。推荐L1采用带铁氧体磁芯的电感，L1的电感量应大于或等于设计值，所能承受的有效值电流也要留出一定余量。

● 初级RCD吸收电路R1、C3和D5
其主要作用是用来吸收功率开关管关断时产生的上升沿尖峰电压能量，减少尖峰电压幅值，防止功率开关管过电压击穿。R1要求采用1W以上的功率电阻，阻值在68千欧左右。C3要求用低等效串联电阻的陶瓷电容，容量在1000皮法左右，耐压值在400伏以上。D5则要求选用超快恢复二极管，反向耐压值在600伏以上。

● 辅助电源电路R2、C4和D6
C4选用22微法普通的电解电容。D6要求用有足够高反向耐压的开关二极管。由于NCP1014的过载、过压和过流等保护功能是通过检测辅助电源的电压幅值来实现的，R2阻值调整要特别注意，阻值过大，IC容易欠压保护，反之，又可能过压保护。

● 次级输出滤波电容C6
C6的主要作用是平滑滤波。鉴于C6的等效串联电阻（ESR）和容量直接决定了输出电压的纹波电压大小，因此，要尽量选择低ESR值和容量大的电解电容。

● 反馈取样电路U2、R3和ZD1
U2选用普通隔离光耦，如PC817。稳压管ZD1提供12伏输出电压的参考电压，R3是稳压管ZD1的限流电阻，将稳压管的工作电流限制在5～10mA。也可通过调整R3阻值微调12伏的电压值。

● 次级整流二极管D7
D7应选用具有足够高反向耐压的超快恢复二极管。为减少正向导通损耗，也可选用有足够高反向耐压的肖特基二极管。不连续模式时，D7的反向恢复时间应小于75ns，采用连续模式时，要求D7的反向恢复时间小于35ns。MUR220属于这类超快恢复二极管。不要使用普通的快恢复二极管，因为，这种管子的反向恢复时间有几百ns。

● 二次5伏线性稳压电路U3和C7
U3选用价格低廉TO220封装的7805稳压IC，由于5伏电源电流较少，U3输入端可直接连至12伏电源。C7选用47微法普通的电解电容就能满足要求。

结束语

家用空调控制器电源采用开关电源方案是空调产品发展的最终趋势。NCP1014单片开关电源方案具有性能稳定可靠、使用灵活、电路简单、成本低廉等优点，在家用空调控制电源中具有相当大的应用市场。如有需要，利用NCP1014也可设计多路输出式开关电源，其要点是电源总的输出功率等于各路输出功率之和。