LinkSwitch系列恒压/恒流式单片开关电源的应用
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:465
摘要：由恒压／恒流式开关电源被广泛用于电池充电器中。但传统的电路设计需要使用许多元器件，不仅电路复杂，而且性能较差。介绍了一种专用的linkswitch系列恒压／恒流式单片开关电源，具有性能先进、电路简单、成本低廉等优点，适合构成4w以下的各种电池充电器或电源适配器。
关键词：恒压／恒流；单片开关电源；充电器；输出特性；电路设计
引言
恒压／恒流（cv／cc）式开关电源是最常用的一种特种电源。2002年9月，pi公司率先推出了linkswitch系列（包含lnk500、lnk501）高效率恒压／恒流式三端单片开关电源芯片，它是世界上第一个专门为取代4w以下小功率线性稳压电源而研制的高集成度、低成本、高压功率转换芯片。2004年3月，该公司又研制出lnk520型恒压或恒压／恒流式三端单片开关电源。由linkswitch构成的恒压／恒流式开关电源，价格堪与线性电源相媲美。它比传统的线性电源体积小，重量轻，特别适合于低成本电池充电器。这种开关电源可在恒压、恒流两种工作模式下自动转换，比用topswitch－ⅱ构成的恒压／恒流式特种开关电源大约可节省20个元器件。当额定输出功率为3w时，linkswitch允许采用ee13型磁芯，以进一步减小开关电源的体积。
linkswitch系列单片开关电源可替代线性电源，广泛用于各种个人电子设备（手机、无绳电话、掌上电脑、数码相机、mp3播放器、电动剃须刀等）的电池充电器或电源适配器，也可以应用在电视机等家用电器的待机电源及各种辅助电源中。
1 linkswitch系列单片开关电源的性能特点
1）linkswitch系列产品采用pi公司的ecosmart技术，将700v功率mosfet、pwm控制器、高压启动、电流限制和过热保护等电路集成在一个芯片中。该芯片只有3个引脚，对lnk500、lnk501而言，仅须配14个外围元器件，即可构成具有恒压／恒流（cv/cc）输出特性的特种开关电源。用做电源适配器时，linkswitch工作在恒压区，可为负载提供稳定的电压，此时恒流区用来提供过载保护及短路时的自动重启动保护。做电池充电器时，linkswitch工作在恒流区，充电完毕自动转入恒压区；若在充电过程中因负载短路而使输出电压降至2v以下，则进入自动重启动阶段。与线性稳压电源相比，其功耗可降低70％。
2）lnk500、lnk501在宽范围输入（交流85～265v）时的最大输出功率为3w，交流230v固定输入时的最大输出功率为4w。通常将linkswitch设计在不连续模式下工作。利用光耦反馈技术可提高恒压输出的精度和稳定度，而利用外部稳压管进行二次稳压能改善恒流特性。
图1
3）该器件采用新颖的初级恒压、恒流控制方案，包括初级钳位、反馈、内部供电和回路补偿等电路，极大地简化了外围电路的设计。lnk500／501不需要辅助绕组及外部恒压／恒流控制电路，完全由初级感应电压uor来控制恒压／恒流输出。
4）具有完善的保护功能，包括过热保护，过电流保护，输出短路情况下的过载保护，开路故障保护和软启动功能。
5）功率mosfet的漏极击穿电压为700v，极限电流固定为254ma，漏－源通态电阻为28ω（典型值），最大占空比为77％。自动重启动频率为300hz。过热保护温度为＋135℃，当温度降至＋70℃时芯片才恢复正常工作。
2 linkswitch系列单片开关电源的典型应用
由lnk501构成恒压／恒流式电池充电器的电路如图1所示。该电池充电器的主要技术指标如下：恒压区的额定输出电压uo=＋5.5v，恒流区的输出电流iom=500ma，最大输出功率pom=2.75w；当交流输入电压u=85～265v时，电源效率η≥72％；当交流输入电压u=230v或115v时，空载功耗分别为260mw或200mw。
rf（fusibleresistor）采用10ω、1w的熔断电阻器，当输入端发生短路故障时能起到过流保护作用。br为1a、600v的整流桥，亦可用4只1n4005型硅整流管来代替。c1、l和c2构成π型滤波器。lnk501的开关频率为42khz，允许使用简单的emi滤波器滤除电磁干扰，而且一般不需要初级返回端与次级返回端之间并联一只安全电容（亦称y电容）。
由1a、600v的硅二极管vd1（1n4937）和0.1μf电容器c4组成钳位保护电路，用来吸收由高频变压器漏感产生的
摘要：由恒压／恒流式开关电源被广泛用于电池充电器中。但传统的电路设计需要使用许多元器件，不仅电路复杂，而且性能较差。介绍了一种专用的linkswitch系列恒压／恒流式单片开关电源，具有性能先进、电路简单、成本低廉等优点，适合构成4w以下的各种电池充电器或电源适配器。
关键词：恒压／恒流；单片开关电源；充电器；输出特性；电路设计
引言
恒压／恒流（cv／cc）式开关电源是最常用的一种特种电源。2002年9月，pi公司率先推出了linkswitch系列（包含lnk500、lnk501）高效率恒压／恒流式三端单片开关电源芯片，它是世界上第一个专门为取代4w以下小功率线性稳压电源而研制的高集成度、低成本、高压功率转换芯片。2004年3月，该公司又研制出lnk520型恒压或恒压／恒流式三端单片开关电源。由linkswitch构成的恒压／恒流式开关电源，价格堪与线性电源相媲美。它比传统的线性电源体积小，重量轻，特别适合于低成本电池充电器。这种开关电源可在恒压、恒流两种工作模式下自动转换，比用topswitch－ⅱ构成的恒压／恒流式特种开关电源大约可节省20个元器件。当额定输出功率为3w时，linkswitch允许采用ee13型磁芯，以进一步减小开关电源的体积。
linkswitch系列单片开关电源可替代线性电源，广泛用于各种个人电子设备（手机、无绳电话、掌上电脑、数码相机、mp3播放器、电动剃须刀等）的电池充电器或电源适配器，也可以应用在电视机等家用电器的待机电源及各种辅助电源中。
1 linkswitch系列单片开关电源的性能特点
1）linkswitch系列产品采用pi公司的ecosmart技术，将700v功率mosfet、pwm控制器、高压启动、电流限制和过热保护等电路集成在一个芯片中。该芯片只有3个引脚，对lnk500、lnk501而言，仅须配14个外围元器件，即可构成具有恒压／恒流（cv/cc）输出特性的特种开关电源。用做电源适配器时，linkswitch工作在恒压区，可为负载提供稳定的电压，此时恒流区用来提供过载保护及短路时的自动重启动保护。做电池充电器时，linkswitch工作在恒流区，充电完毕自动转入恒压区；若在充电过程中因负载短路而使输出电压降至2v以下，则进入自动重启动阶段。与线性稳压电源相比，其功耗可降低70％。
2）lnk500、lnk501在宽范围输入（交流85～265v）时的最大输出功率为3w，交流230v固定输入时的最大输出功率为4w。通常将linkswitch设计在不连续模式下工作。利用光耦反馈技术可提高恒压输出的精度和稳定度，而利用外部稳压管进行二次稳压能改善恒流特性。
图1
3）该器件采用新颖的初级恒压、恒流控制方案，包括初级钳位、反馈、内部供电和回路补偿等电路，极大地简化了外围电路的设计。lnk500／501不需要辅助绕组及外部恒压／恒流控制电路，完全由初级感应电压uor来控制恒压／恒流输出。
4）具有完善的保护功能，包括过热保护，过电流保护，输出短路情况下的过载保护，开路故障保护和软启动功能。
5）功率mosfet的漏极击穿电压为700v，极限电流固定为254ma，漏－源通态电阻为28ω（典型值），最大占空比为77％。自动重启动频率为300hz。过热保护温度为＋135℃，当温度降至＋70℃时芯片才恢复正常工作。
2 linkswitch系列单片开关电源的典型应用
由lnk501构成恒压／恒流式电池充电器的电路如图1所示。该电池充电器的主要技术指标如下：恒压区的额定输出电压uo=＋5.5v，恒流区的输出电流iom=500ma，最大输出功率pom=2.75w；当交流输入电压u=85～265v时，电源效率η≥72％；当交流输入电压u=230v或115v时，空载功耗分别为260mw或200mw。
rf（fusibleresistor）采用10ω、1w的熔断电阻器，当输入端发生短路故障时能起到过流保护作用。br为1a、600v的整流桥，亦可用4只1n4005型硅整流管来代替。c1、l和c2构成π型滤波器。lnk501的开关频率为42khz，允许使用简单的emi滤波器滤除电磁干扰，而且一般不需要初级返回端与次级返回端之间并联一只安全电容（亦称y电容）。
由1a、600v的硅二极管vd1（1n4937）和0.1μf电容器c4组成钳位保护电路，用来吸收由高频变压器漏感产生的
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