家用绿色电源设计方案概述

烹饪过程中不仅会产生热量，同时也会释放大量的水蒸气和冷凝水蒸汽。厨具电子控制装置中的电源必须在高达105℃的环境温度及高湿度条件下发挥稳定性能。除了要满足国际性EMI及安全标准之外，电源还必须有助于促进日益严格的节能目标的实现。

能源消耗的结果远不止于电量的使用。其他必须考虑的因素包括材料和资源的使用、废弃物的产生以及环境污染物的排放。据估计，与产品相关的所有环境影响的80%以上都由产品的设计阶段决定(1)。正是在此背景下，欧盟委员发布了生态设计指令，以确保在欧洲销售的所有用能产品(EuP)在最初设计时都能将环境影响降至最小。值得一提的是，生态设计指令致力于降低产品整个生命周期内的能耗水平。对于家用电器中的辅助电源，可适用EuP Lot 6要求(见表1)。

为说明如何能在经济性上满足EuP Lot 6要求，Power Integrations已针对厨房电器应用设计出了两款具有成本效益的电源，可实现下述目标：低系统BOM成本；为微控制器和数字逻辑提供精确的输出电压；在极端工作条件下具有高可靠性：Ta = 85℃ /105℃，湿度85%；易于设计：缩短上市时间，降低开发成本；满足国际标准：EMI、安全及能效。

第一个电源应用可在0℃到105℃的工作环境下以175至265VAC输入电压提供9V，250mA的隔离式输出。具体应用信息在设计工程报告DER-214(2)中有详细介绍，电路图如下面图1所示。

该设计基于Power Integrations的LinkSwitch-CV系列产品LNK623PG器件设计而成(3)。该器件集成有一个700V MOSFET和制作开关电源所需的所有控制及保护电路。LinkSwitch器件的特有功能之一是，它可以对输出电压调节提供初级侧控制。确保5%电压控制的反馈功能由变压器内的偏置绕组(引脚4-5)提供。

初级侧控制技术可以省去反馈及控制环路补偿电路，因此能大幅降低BOM成本和提高整体可靠性。在图2中，因采用初级控制技术而省去的元件以红色突出显示。

图1所示的电路采用了反激式拓扑结构。来自AC市电经整流的DC电压，由U1中的高压MOSFET通过变压器T1的初级侧进行开关。在每次OFF转换时，T1中的崩溃磁场将能源转移到次级(引脚8-10)，经整流会产生稳定的DC输出电压。针对FB引脚中出现的电压变化，U1内的ON/OFF控制电路可提供调节功能。FB引脚的电压与偏置绕组(引脚4-5)上的电压成正比，同理，也与主输出绕组(引脚8-10)上的电压成正比。

当FB电压持续低于指定电压水平VFBTH(典型值为1.84 V)时，U1将连续开关，可将最大能量转移到输出。这样会造成输出电压升高，因此FB引脚电压也随之升高。当FB电压超过VFBTH时，后续开关周期将被禁止，直至电压下降。通过调节使能开关周期与禁止开关周期的比例(如图3所示)，U1可维持±5%的电压调节率。在轻载条件下，还会降低MOSFET电流限流点以减小变压器磁通密度，从而防止音频噪声的产生。