1、 0 招专业人才，上一览英才网！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
2、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-
3、214(2)中有详细介绍，电路图如下面图1所示。1 招专业人才，上一览英才网！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。2 招专业人才，上
4、一览英才网！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
5、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。3 招专业人才，上一览英才网！ON/OFF 控制技术在满足严格的能效规范方面具有显著优势，例如 EuP Lot 6要求。上面提到的9V 电源在满载时通常可实现70%的效率，并且在整个宽负载范围内均可维持这一效率水平。PWM 电源正好与此相反，其效率往往随负载的增大而减小。对于待机负载(Io=25mA)，输入功率仅为115mW，2
6、30VAC，可轻松满足严格的 EuP Lot 6要求。如果分别添加一个二极管、电容和电阻，从变压器偏置绕组为 U1提供内部功率，那么待机功耗甚至会更低。厨房电器应用的一项重要考虑因素就是安全及可靠性。在高温和潮湿的环境下，随着时间的推移，元件表面会积累起厚厚的污染物。这容易导致漏电，甚至在高压导线之间产生电弧。Power Integrations 同时设计出了 DIP 和 SO-8塑料 LinkSwitch 封装选项，扩展了漏极引脚和所有其他引脚之间的爬电距离，可避免漏电问题的产生(见图4)。4 招专业人才，上一览英才网！Power Integrations 推出的第二个电源应用实例说明了如何
7、另外使用极少的元件来设计出双路输出电源。有关该应用的具体信息，请参阅设计工程报告 DER-213(4)。电路图如下面图5所示。尽管该电路所用元件较少，但它仍可满足所有现行及提议中的能效标准。反馈控制利用与单路输出电压电路同样的初级侧调节技术。从12V 和5V 输出吸收的电流都会对变压器中的磁通量产生影响，从而影响偏置绕组上出现的电压。这可使 U1很容易地在两个输出电路上维持5%的输出电压容差。上述两个应用电路均经过精心设计，同时集成了迟滞热关断、自动重启动输出电路保护、EMI滤波以及其他安全功能。详细信息可参见相关的设计范例报告(DER-214和 DER-213)。这两个电源应用的推出证明了，设计工程师完全可以利用极少的元件设计出既适合厨房电器应用、又可轻松满足现行及提议中的能效标准的电源。
