随着城市家庭的日益现代化,家中使用的交流适配器的数量也越来越多,这些交流适配器只要一插入电源插座在无负载的情况下也要消耗数瓦的功率。
另外,家中电视机、空调等遥控家用电器都带有待机用的电源,在不使用时待机电源也要消耗电能。虽然每个适配器和待机电源所消耗的功率并不多,但积少成多,当数量一多或者换算成一年的电能损耗就不再是一个小数字了。
在这里介绍一款单片开关电源用的集成电路MIP0254,最适合用于制作交流适配器。在其内部集成有VDS达700V的大功率MOSFET、振荡器、高耐压电源和限流器,并具有过热保护功能。在无负载情况下输入交流电压为220V时,最大功率损耗还不到65mW。可制作出输入交流电压范围非常宽的开关电源。开关电路不需要给集成电路专门增加供电用的辅助绕组。MIP0254采用八脚的DIP封装。最大输出功率为5W。

图1是MIP0254的内部等效电路。对一般的开关电源来说,通常都采用PWM的控制方式,通过反馈电路用输出电压去控制脉冲的占空比,从而达到调节稳定输出电压的目的。而MIP0254则完全不同,它是通过改变流经反馈脚(FB)的电流值来接通或者关断振荡频率fCLK=44kHz的振荡电路的方波输出通路,从而控制大功率MOSFET的通断。
当反馈脚流过的电流Im在50μA以下时,Q1以44kHz的频率工作于开关状态。Q1的导通时刻由44kHz的时钟脉冲控制。但截止时刻并不由44kHz的时钟脉冲控制,而是用限流电路来控制,当Q1的漏极电流随时间从零增大至限流值ILIMIT=255mA时,Q1转入截止状态。当IFB大于40μA时,Q1不导通,时钟频率fCLK变为88kHz,提高了FB脚的取样速率和加快环路的响应速度。因为限流电平ILIMIT和开关频率fCLK是固定的,所以最大输出功率与变压器初级绕组的电感量成比例,与输入电压的大小无关。
对MIP0254来说只要给漏极脚(D脚,第⑤脚)提供电源电压就能工作,不需要增添辅助绕组及附加外部元件。为了使内部电路工作稳定,需在第①脚(BP脚)处外接一只0.1μ F左右的电源滤波电容器(图2中的C4)。由于电容量不大,所以启动延时很小(约0.3ms)。


由于是通过单纯的通/断控制来稳定输出电压的,所以不需要PWM系统,在接通电源时也不会出现输出电压过高的现象。由于振荡频率只有44kHz,其三次谐波频率在150kHz以下,所以只需使用简单的缓冲电路和EMI滤波电路就可以抑制噪声。
图2是采用MIP0254的交流适配器的电路。输出电压为9V,最大输出电流为330mA,输入电压的范围很宽,达85~265VAC,振荡频率为44±4kHz。该交流适配器的线路调整率为±0.5%,负载调整率为±1%,输出波纹电压为±75mV。所使用的变压器T1的参数为:磁芯:EE-16,初级绕组匝数:174(φ0.16mm),初级绕组电感:3.4mH±10%,初级漏感:120μH(max),次级绕组匝数:14匝(φ0.4mm三线并绕)。图3是输出功率与效率的关系曲线。