空調(diào)控制器開關(guān)電源設(shè)計(jì)的方案
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目前，家用空調(diào)控制器的電源絕大部分仍是使用低頻鐵芯變壓器經(jīng)二極管整流，電容濾波后直接輸出12伏電源。由于12伏電源沒有穩(wěn)壓，輸出電壓值會(huì)隨著輸入市電電壓的升高或降低而變化。而空調(diào)控制器中必不可少的繼電器的線包電壓都是由12伏電源提供的，所以當(dāng)市電電壓過低時(shí)，12伏電壓也過低，這便導(dǎo)致繼電器吸合不可靠，影響了空調(diào)的可靠性。當(dāng)市電電壓過高時(shí)也會(huì)因12伏電壓過高，而導(dǎo)致繼電器線包熱損耗大大增加，使得繼電器老化加快，這也是影響空調(diào)使用壽命的一個(gè)不容忽視的因素。空調(diào)控制器很多的控制功能都是由繼電器來完成，要想省去這些繼電器也是不可能的，這就使得空調(diào)制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)值得注意的問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，沒有可恢復(fù)的過載、過溫、短路等保護(hù)作用，安全隱患多。
由于空調(diào)控制器使用這種低頻變壓器線性電源存在著上述諸多安全隱患和缺點(diǎn)，因此，低頻線性電源方案表面上看是一個(gè)低成本的方案，但從空調(diào)整機(jī)成本和維護(hù)成本來看，使用這種線性電源成本并不一定低，這樣，也就不能提高空調(diào)制造商的利潤。正因?yàn)槿绱?，國外的空調(diào)控制器中都已不再使用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性電源缺點(diǎn)的高效、節(jié)能、穩(wěn)定可靠的開關(guān)電源。其原理框圖見圖1。
圖1：開關(guān)電源原理框圖
安森美公司根據(jù)市場要求推出了電路簡單、隔離式、效率高、節(jié)能型單片開關(guān)電源專用集成電路NCP101X系列，它是專門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)控制器的開關(guān)電源。
NCP1014單片開關(guān)電源的性能特點(diǎn)
NCP1014單片開關(guān)電源IC能滿足交流85－265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 開關(guān)電源的設(shè)計(jì)，這種開關(guān)電源不僅能取代現(xiàn)有的笨重的線性電源變壓器，而且還可增加控制器電源多種保護(hù)功能，提高空調(diào)的可靠性。NCP1014主要還有以下性能特點(diǎn)：
1）能以最少數(shù)量的外圍元器件，構(gòu)成隔離式、節(jié)能型開關(guān)電源。與傳統(tǒng)的低頻線性電源解決方案相比，不僅能達(dá)到比低頻線性電源更好的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，而且還可提高整個(gè)電源的轉(zhuǎn)換效率。
2）采用了動(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，簡化了電源高頻開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)。利用頻率抖動(dòng)技術(shù)能將電磁干擾降低至最少，還能減小EMI濾波器的器件和功耗。
3）內(nèi)置700伏高壓MOS功率開關(guān)管，能適用在交流85～265伏寬電壓輸入范圍工作的開關(guān)電源，根據(jù)需要，電源可設(shè)計(jì)在連續(xù)（CCM）和不連續(xù)（DCM）兩種模式下工作。
4）超低功耗。IC如果采用外部偏置電路供電時(shí)，開關(guān)電源空載時(shí)能在低峰值電流的頻率跳變模式下無噪聲工作，整機(jī)的功耗小于100毫瓦。
5）電流模式控制每個(gè)開關(guān)周期功率開關(guān)管的峰值電流，使開關(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，可保證開關(guān)電源在開機(jī)時(shí)內(nèi)部無電流、電壓過沖現(xiàn)象。固定的工作頻率有65kHz、100kHz、130kHz三種可供選擇，可根據(jù)電源體積大小靈活選擇不同的開關(guān)變壓器體積。
6）保護(hù)功能完善。反饋光耦可直接與IC反饋腳連接，無需復(fù)雜的外圍電路。芯片內(nèi)部有短路后自動(dòng)重啟動(dòng)的保護(hù)電路、開環(huán)故障檢測及過壓鎖定保護(hù)電路、限流保護(hù)電路和具有滯后特性的過熱保護(hù)電路。
NCP1014空調(diào)控制器開關(guān)電源的典型應(yīng)用方案
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