高效低成本的空調(diào)控制器開(kāi)關(guān)電源方案

1、高效低成本的空調(diào)控制器開(kāi)關(guān)電源方案通常，家用定頻空調(diào)控制器電源有兩組，一組是12伏，小于600毫安；另一組是12伏經(jīng)7805穩(wěn)壓后得到的5伏，電流小于200毫安，控制器電源總的功率普通在10瓦以內(nèi)。目前，家用空調(diào)控制器的電源絕大部分仍是用法低頻鐵芯經(jīng)整流，濾波后挺直輸出12伏電源。因?yàn)?2伏電源沒(méi)有穩(wěn)壓，輸出值會(huì)隨著輸入市電電壓的上升或降低而變幻。而空調(diào)控制器中必不行少的的線包電壓都是由12伏電源提供的，所以當(dāng)市電電壓過(guò)低時(shí)，12伏電壓也過(guò)低，這便導(dǎo)致繼電器吸合不行靠，影響了空調(diào)的牢靠性。當(dāng)市電電壓過(guò)高時(shí)也會(huì)因12伏電壓過(guò)高，而導(dǎo)致繼電器線包熱損耗大大增強(qiáng)，使得繼電器老化加快，這也是影響空調(diào)用

2、法壽命的一個(gè)不容忽略的因素?？照{(diào)控制器無(wú)數(shù)的控制功能都是由繼電器來(lái)完成，要想省去這些繼電器也是不行能的，這就使得空調(diào)創(chuàng)造商不得不選用寬工作電壓范圍、價(jià)格高的繼電器。另外一個(gè)值得注重的問(wèn)題是這種低頻線性電源的轉(zhuǎn)換效率低，靜態(tài)損耗電流大，沒(méi)有可復(fù)原的過(guò)載、過(guò)溫、短路等庇護(hù)作用，平安隱患多。因?yàn)榭照{(diào)控制器用法這種低頻變壓器線性電源存在著上述諸多平安隱患和缺點(diǎn)，因此，低頻線性電源計(jì)劃表面上看是一個(gè)低成本的計(jì)劃，但從空調(diào)節(jié)機(jī)成本和維護(hù)成原來(lái)看，用法這種線性電源成本并不一定低，這樣，也就不能提高空調(diào)創(chuàng)造商的利潤(rùn)。正由于如此，國(guó)外的空調(diào)控制器中都已不再用法這種低頻變壓器線性電源，取而代之的是克服了這種低頻線

3、性電源缺點(diǎn)的高效、節(jié)能、穩(wěn)定牢靠的。其原理框圖見(jiàn)圖1。圖1：開(kāi)關(guān)電源原理框圖安森美公司按照市場(chǎng)要求推出了容易、隔離式、效率高、節(jié)能型單片開(kāi)關(guān)電源專用ncp101x系列，它是特地為取代家用電器及工業(yè)領(lǐng)域所用的小功率線性電源而設(shè)計(jì)的，其中的ncp1014尤其適用于設(shè)計(jì)家用空調(diào)控制器的開(kāi)關(guān)電源。ncp1014單片開(kāi)關(guān)電源的性能特點(diǎn)ncp1014單片開(kāi)關(guān)電源ic能滿足溝通85265伏寬電壓輸入范圍和輸出功率在10w以內(nèi)的家用空調(diào)控制器 開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)，這種開(kāi)關(guān)電源不僅能取代現(xiàn)有的粗笨的線性電源變壓器，而且還可增強(qiáng)控制器電源多種庇護(hù)功能，提高空調(diào)的牢靠性。ncp1014主要還有以下性能特點(diǎn)：1）能以最少

4、數(shù)量的外圍元器件，構(gòu)成隔離式、節(jié)能型開(kāi)關(guān)電源。與傳統(tǒng)的低頻線性電源解決計(jì)劃相比，不僅能達(dá)到比低頻線性電源更好的電壓調(diào)節(jié)率和負(fù)載調(diào)節(jié)率，而且還可提高囫圇電源的轉(zhuǎn)換效率。2）采納了動(dòng)態(tài)自供電技術(shù)，電源功率小于5w時(shí)，可省去輔助電源繞組，簡(jiǎn)化了電源高頻開(kāi)關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)。利用頻率顫動(dòng)技術(shù)能將電磁干擾降低至最少，還能減小emi的器件和功耗。3）內(nèi)置700伏高壓mos功率開(kāi)關(guān)管，能適用在溝通85265伏寬電壓輸入范圍工作的開(kāi)關(guān)電源，按照需要，電源可設(shè)計(jì)在延續(xù)（ccm）和不延續(xù)（dcm）兩種模式下工作。4）超低功耗。ic假如采納外部偏置電路供電時(shí)，開(kāi)關(guān)電源空載時(shí)能在低峰值電流的頻率跳變模式下無(wú)噪聲工作，整機(jī)

5、的功耗小于100毫瓦。5）電流模式控制每個(gè)開(kāi)關(guān)周期功率開(kāi)關(guān)管的峰值電流，使開(kāi)關(guān)電源具有良好的動(dòng)態(tài)負(fù)載響應(yīng)速度，ic內(nèi)部同時(shí)自帶有1毫秒的軟啟動(dòng)電路，可保證開(kāi)關(guān)電源在開(kāi)機(jī)時(shí)內(nèi)部無(wú)電流、電壓過(guò)沖現(xiàn)象。固定的工作頻率有65khz、100khz、130khz三種可供挑選，可按照電源體積大小靈便挑選不同的開(kāi)關(guān)變壓器體積。6）庇護(hù)功能完美。反饋光耦可挺直與ic反饋腳銜接，無(wú)需復(fù)雜的外圍電路。芯片內(nèi)部有短路后自動(dòng)重啟動(dòng)的庇護(hù)電路、開(kāi)環(huán)故障檢測(cè)及過(guò)壓鎖定庇護(hù)電路、限流庇護(hù)電路和具有滯后特性的過(guò)熱庇護(hù)電路。ncp1014空調(diào)控制器開(kāi)關(guān)電源的典型應(yīng)用計(jì)劃電路的基本結(jié)構(gòu)由ncp1014構(gòu)成的10瓦隔離式空調(diào)控制器開(kāi)

6、關(guān)電源，其電路采納頻繁的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，2所示。fr1為熔斷器，d14為輸入級(jí)整流管，c1及c2為輸入級(jí)濾波電容，l1為輸入級(jí)emi差模抑制。d5、c3和r1分離為汲取電路超快復(fù)原二極管、高壓陶瓷電容和功率電阻。t1為ee22鐵氧體磁芯高頻功率開(kāi)關(guān)變壓器。u1為ncp1014單片開(kāi)關(guān)電源ic，d6、r2和c4分離為輔助電源整流二極管、限流電阻和電解濾波電容。u2、r3和zd1分離為次級(jí)電壓反饋高壓隔離光耦、限流電阻和電壓參考穩(wěn)壓二極管。d7和c6分離為12伏輸出電源超快復(fù)原整流二極管和電解濾波電容。u3和c7分離為5伏輸出電源穩(wěn)壓ic和電解濾波電容。c5為安規(guī)y2電容。圖2：頻繁的反激式拓?fù)潆?/p>

7、路結(jié)構(gòu)電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)以圖2為例，介紹用ncp1014設(shè)計(jì)空調(diào)控制器開(kāi)關(guān)電源電路的基本要點(diǎn)。 高頻功率開(kāi)關(guān)變壓器t1高頻開(kāi)關(guān)變壓器是開(kāi)關(guān)電源核心器件之一，其參數(shù)的設(shè)計(jì)挺直影響到開(kāi)關(guān)電源的許多性能。設(shè)計(jì)時(shí)須全面綜合考慮開(kāi)關(guān)電源各個(gè)方面因素。采納不延續(xù)模式時(shí)，開(kāi)關(guān)變壓器的電感量應(yīng)挑選少一些，反之，采納延續(xù)模式時(shí)，變壓器電感量應(yīng)挑選大一些。變壓器匝比的挑選應(yīng)結(jié)合需要的最大占空比、功率開(kāi)關(guān)管和次級(jí)整流二極管的反向耐壓值來(lái)考慮。普通來(lái)講，功率小的開(kāi)關(guān)電源采納不延續(xù)的工作模式。 初級(jí)輸入濾波電容c1和c2c1和c2可選用一般的電解電容，主要作用是對(duì)輸入電壓平滑濾波，濾除100赫茲紋波電壓，為開(kāi)關(guān)電源提供相對(duì)穩(wěn)

8、定的直流電壓。寬電壓輸入范圍時(shí)，c1和c2起碼要保證開(kāi)關(guān)電源每瓦有2微法以上的電容量。 差模抑制電感l(wèi)1l1與輸入電容c1和c2一起構(gòu)成型濾波電路，起到抑制開(kāi)關(guān)電源emi的作用。推舉l1采納帶鐵氧體磁芯的電感，l1的電感量應(yīng)大于或等于設(shè)計(jì)值，所能承受的有效值電流也要留出一定余量。 初級(jí)rcd汲取電路r1、c3和d5其主要作用是用來(lái)汲取功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的升高沿尖峰電壓能量，削減尖峰電壓幅值，防止功率開(kāi)關(guān)管過(guò)電壓擊穿。r1要求采納1w以上的功率電阻，阻值在68千歐左右。c3要求用低等效串聯(lián)電阻的陶瓷電容，容量在1000皮法左右，耐壓值在400伏以上。d5則要求選用超快復(fù)原二極管，反向耐壓值在6

9、00伏以上。 輔助電源電路r2、c4和d6c4選用22微法一般的電解電容。d6要求用有足夠高反向耐壓的開(kāi)關(guān)二極管。因?yàn)閚cp1014的過(guò)載、過(guò)壓和過(guò)流等庇護(hù)功能是通過(guò)檢測(cè)輔助電源的電壓幅值來(lái)實(shí)現(xiàn)的，r2阻值調(diào)節(jié)要特殊注重，阻值過(guò)大，ic簡(jiǎn)單欠壓庇護(hù)，反之，又可能過(guò)壓庇護(hù)。 次級(jí)輸出濾波電容c6c6的主要作用是平滑濾波。鑒于c6的等效串聯(lián)電阻（esr）和容量挺直打算了輸出電壓的紋波電壓大小，因此，要盡量挑選低esr值和容量大的電解電容。 反饋取樣電路u2、r3和zd1u2選用一般隔離光耦，如pc817。穩(wěn)壓管zd1提供12伏輸出電壓的參考電壓，r3是穩(wěn)壓管zd1的限流電阻，將穩(wěn)壓管的工作電流限制在510ma。也可通過(guò)調(diào)節(jié)r3阻值微調(diào)12伏的電壓值。 次級(jí)整流二極管d7d7應(yīng)選用具有足夠高反向耐壓的超快復(fù)原二極管。為削減正向?qū)〒p耗，也可選用有足夠高反向耐壓的肖特基二極管。不延續(xù)模式時(shí)，d7的反向復(fù)原時(shí)光應(yīng)小于75ns，采納延續(xù)模式時(shí)，要求d7的反向復(fù)原時(shí)光小于35ns。mur220屬于這類超快復(fù)原二極管。不要用法一般的快復(fù)原二極管，由于，這種管子的反向復(fù)原時(shí)光有幾百ns。 二次5伏線性穩(wěn)壓電路u3和c7u3選用價(jià)格低廉to220封裝的7805穩(wěn)壓ic，因?yàn)?伏電源電流較少，u3輸入端可挺直連至12伏電源。c7選用47微法一般的電解電容就能滿足要求。結(jié)