由Ｐ１０１４ＡＰ１０構(gòu)成的數(shù)字機(jī)開(kāi)關(guān)電源原理分析

鄭秀峰

安森美半導(dǎo)體公司(ON Semiconductor)研制的電源管理芯片NCP101X系列分為NCP1010、NCP1011、NCP1012、NCP1013和NCP1014等型號(hào)，常被用于小功率AC-DC轉(zhuǎn)換電路。近年來(lái)，一些品牌的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)采用了以P1014AP10為核心元件的開(kāi)關(guān)電源電路，如：Glomax系列和諾普斯系列的一些機(jī)型等。P1014AP10電源管理芯片引腳功能為：①腳為電源端，②、③、⑦、⑧腳為接地端，④腳為反饋輸入端，⑤腳接內(nèi)部場(chǎng)效應(yīng)開(kāi)關(guān)管的漏極。現(xiàn)以Glomax 5066型數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)開(kāi)關(guān)電源為例，分析其工作原理。(如圖為Glomax 5066型數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)開(kāi)關(guān)電源原理圖)。

由于P1014AP10工作頻率最高可達(dá)130khz，因而簡(jiǎn)化了變壓器設(shè)計(jì)工藝，不必采用體積大、成本高的開(kāi)關(guān)變壓器，P1014AP10的工作頻率經(jīng)抖動(dòng)處理后有效地降低了電磁干擾，完全可以省略開(kāi)關(guān)電源交流輸入電路中的抗干擾電路，這也是由P1014AP10構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電源電路與其他類型開(kāi)關(guān)電源電路的不同之處。接通交流電源，220V交流市電經(jīng)過(guò)DY1-DY4組成的橋式整流和CY1濾波電路得到約300V直流電壓。 該電壓經(jīng)開(kāi)關(guān)變壓器初級(jí)繞組加至UY1(P1014AP10)⑤腳，P1014AP10內(nèi)部的啟動(dòng)電路、振蕩電路得電后開(kāi)始工作，振蕩電路產(chǎn)生的振蕩信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路使P1014AP10芯片內(nèi)部開(kāi)關(guān)管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，變壓器初級(jí)繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，由于繞組間的電磁耦合，反饋繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓經(jīng)DY5整流、RY1、CY2組成的RC濾波電路得到的直流電壓加到P1014AP10①腳，P1014AP10得到工作電源，取代內(nèi)部的啟動(dòng)電路，維持開(kāi)關(guān)電源的正常工作。CY8、RY3、DY6構(gòu)成尖峰吸收保護(hù)電路，對(duì)開(kāi)關(guān)變壓器因漏感產(chǎn)生的尖峰電壓進(jìn)行鉗位吸收，以保護(hù)P1014AP10內(nèi)部開(kāi)關(guān)管不被擊穿。

開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路由光電耦合器UY2(PC817B)、電壓比較放大器UY3(YW431)及外圍電路元件組成，次級(jí)3.3V組電源電壓作為調(diào)節(jié)的取樣電壓。當(dāng)由于某種原因引起輸出電壓升高時(shí)，RY7、RY6分壓處的電壓值隨之升高，取樣電路把這一升高的變化量送到電壓比較放大器YW431的控制端R，控制端R的電壓也會(huì)隨著升高，使YW431的K端電壓下降，變化的電壓通過(guò)PC817B反饋到P1014AP10芯片的④腳，經(jīng)過(guò)P1014AP10內(nèi)部調(diào)整，使輸出電壓降低，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，穩(wěn)壓控制與上述過(guò)程相反。

GLOMAX 5066型數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)開(kāi)關(guān)電源提供3.3V、20V兩組電源，其中3.3V組電源為主芯片、存儲(chǔ)芯片等提供工作電壓，20V組電源為極化切換電路和聲音功放電路等提供電壓。