通常,，家用定頻空調(diào)控制器電源有兩組，一組是12伏,，電流小于600毫安,；另一組是12伏經(jīng)7805穩(wěn)壓后得到的5伏，電流小于200毫安,，控制器電源總的功率一般在10瓦以?xún)?nèi),。　 　　 　　　

　　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(méi)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(xiàn)包電壓都是由12伏電源提供的,，所以當(dāng)市電電壓過(guò)低時(shí)，12伏電壓也過(guò)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(guò)高時(shí)也會(huì)因12伏電壓過(guò)高,，而導(dǎo)致繼電器線(xiàn)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,?？照{(diào)控制器很多的控制功能都是由繼電器來(lái)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(wèn)題是這種低頻線(xiàn)性電源的轉(zhuǎn)換效率低,，靜態(tài)損耗電流大,，沒(méi)有可恢復(fù)的過(guò)載、過(guò)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(xiàn)性電源存在著上述諸多安全隱患和缺點(diǎn),，因此，低頻線(xiàn)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(lái)看,，使用這種線(xiàn)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(rùn),。正因?yàn)槿绱耍瑖?guó)外的空調(diào)控制器中都已不再使用這種低頻變壓器線(xiàn)性電源,，取而代之的是克服了這種低頻線(xiàn)性電源缺點(diǎn)的高效,、節(jié)能、穩(wěn)定可靠的開(kāi)關(guān)電源,。其原理框圖見(jiàn)圖1,。　　　

　　圖1：開(kāi)關(guān)電源原理框圖　 　　 　　　

　　安森美公司根據(jù)市場(chǎng)要求推出了電路簡(jiǎn)單,、隔離式,、效率高,、節(jié)能型單片開(kāi)關(guān)電源專(zhuān)用集成電路NCP101X系列，它是專(zhuān)門(mén)為取代家用電器及工業(yè)領(lǐng)域所用的小功率線(xiàn)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(kāi)關(guān)電源,。　 　　 　

　　NCP1014單片開(kāi)關(guān)電源的性能特點(diǎn) 　 　　 　

　　NCP1014 單片開(kāi)關(guān)電源IC能滿(mǎn)足交流85－265伏寬電壓輸入范圍和輸出功率在10W以?xún)?nèi)的家用空調(diào)控制器 開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì),，這種開(kāi)關(guān)電源不僅能取代現(xiàn)有的笨重的線(xiàn)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(kāi)關(guān)電源,。與傳統(tǒng)的低頻線(xiàn)性電源解決方案相比,，不僅能達(dá)到比低頻線(xiàn)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(jiǎn)化了電源高頻開(kāi)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(kāi)關(guān)管,，能適用在交流85～265伏寬電壓輸入范圍工作的開(kāi)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(kāi)關(guān)電源空載時(shí)能在低峰值電流的頻率跳變模式下無(wú)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(kāi)關(guān)周期功率開(kāi)關(guān)管的峰值電流,，使開(kāi)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(kāi)關(guān)電源在開(kāi)機(jī)時(shí)內(nèi)部無(wú)電流,、電壓過(guò)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(kāi)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(wú)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(kāi)環(huán)故障檢測(cè)及過(guò)壓鎖定保護(hù)電路,、限流保護(hù)電路和具有滯后特性的過(guò)熱保護(hù)電路。

　　NCP1014空調(diào)控制器開(kāi)關(guān)電源的典型應(yīng)用方案

　　電路的基本結(jié)構(gòu) 　 　　 　

　　由NCP1014構(gòu)成的10瓦隔離式空調(diào)控制器開(kāi)關(guān)電源,，其電路采用常見(jiàn)的反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),，如圖2所示。FR1為熔斷電阻器,，D1－4為輸入級(jí)整流管,，C1及C2為輸入級(jí)濾波電容，L1為輸入級(jí)EMI差模抑制電感,。D5,、C3和R1分別為吸收電路超快恢復(fù)二極管、高壓陶瓷電容和功率電阻,。T1為EE22鐵氧體磁芯高頻功率開(kāi)關(guān)變壓器,。U1為NCP1014單片開(kāi)關(guān)電源IC，D6,、R2和C4 分別為輔助電源整流二極管,、限流電阻和電解濾波電容。U2,、R3和ZD1分別為次級(jí)電壓反饋高壓隔離光耦,、限流電阻和電壓參考穩(wěn)壓二極管。D7和C6分別為12伏輸出電源超快恢復(fù)整流二極管和電解濾波電容,。U3和C7分別為5伏輸出電源穩(wěn)壓IC和電解濾波電容,。C5為安規(guī)Y2電容?！?　

　　圖2：常見(jiàn)的反激式拓?fù)潆娐方Y(jié)構(gòu)

　　電路設(shè)計(jì)要點(diǎn) 　 　　 　

　　以圖2為例,，介紹用NCP1014設(shè)計(jì)空調(diào)控制器開(kāi)關(guān)電源電路的基本要點(diǎn)?！?　　 　

　　● 高頻功率開(kāi)關(guān)變壓器T1　　

　　高頻開(kāi)關(guān)變壓器是開(kāi)關(guān)電源核心器件之一,，其參數(shù)的設(shè)計(jì)直接影響到開(kāi)關(guān)電源的許多性能。設(shè)計(jì)時(shí)須全面綜合考慮開(kāi)關(guān)電源各個(gè)方面因素,。采用不連續(xù)模式時(shí),，開(kāi)關(guān)變壓器的電感量應(yīng)選擇少一些，反之,，采用連續(xù)模式時(shí),，變壓器電感量應(yīng)選擇大一些,。變壓器匝比的選擇應(yīng)結(jié)合需要的最大占空比、功率開(kāi)關(guān)管和次級(jí)整流二極管的反向耐壓值來(lái)考慮,。一般來(lái)講,，功率小的開(kāi)關(guān)電源采用不連續(xù)的工作模式?！?　　 　　　

　　● 初級(jí)輸入濾波電容C1和C2　　

　　C1和C2可選用普通的電解電容,，主要作用是對(duì)輸入電壓平滑濾波，濾除100赫茲紋波電壓,，為開(kāi)關(guān)電源提供相對(duì)穩(wěn)定的直流電壓,。寬電壓輸入范圍時(shí)，C1和C2至少要保證開(kāi)關(guān)電源每瓦有2微法以上的電容量,?！?　　 　　　

　　● 差模抑制電感L1　 　　 　　　

　　L1與輸入電容C1和C2一起構(gòu)成Л型濾波電路，起到抑制開(kāi)關(guān)電源EMI的作用,。推薦L1采用帶鐵氧體磁芯的電感,，L1的電感量應(yīng)大于或等于設(shè)計(jì)值，所能承受的有效值電流也要留出一定余量,?！?　　 　　　

　　● 初級(jí)RCD吸收電路R1、C3和D5　 　　 　　　

　　其主要作用是用來(lái)吸收功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)產(chǎn)生的上升沿尖峰電壓能量,，減少尖峰電壓幅值,，防止功率開(kāi)關(guān)管過(guò)電壓擊穿。R1要求采用1W以上的功率電阻,，阻值在 68千歐左右,。C3要求用低等效串聯(lián)電阻的陶瓷電容，容量在1000皮法左右,，耐壓值在400伏以上,。D5則要求選用超快恢復(fù)二極管，反向耐壓值在600 伏以上,。　 　　 　　　

　　● 輔助電源電路R2,、C4和D6　 　　 　　　

　　C4選用22微法普通的電解電容,。D6要求用有足夠高反向耐壓的開(kāi)關(guān)二極管。由于NCP1014的過(guò)載,、過(guò)壓和過(guò)流等保護(hù)功能是通過(guò)檢測(cè)輔助電源的電壓幅值來(lái)實(shí)現(xiàn)的,，R2阻值調(diào)整要特別注意，阻值過(guò)大,，IC容易欠壓保護(hù),，反之,，又可能過(guò)壓保護(hù)?！?　　 　　　

　　● 次級(jí)輸出濾波電容C6　 　　 　　　

　　C6的主要作用是平滑濾波,。鑒于C6的等效串聯(lián)電阻（ESR）和容量直接決定了輸出電壓的紋波電壓大小，因此,，要盡量選擇低ESR值和容量大的電解電容,。　 　　 　　　

　　● 反饋取樣電路U2,、R3和ZD1

　　U2選用普通隔離光耦,，如PC817。穩(wěn)壓管ZD1提供12伏輸出電壓的參考電壓,，R3是穩(wěn)壓管ZD1的限流電阻,，將穩(wěn)壓管的工作電流限制在5～10mA。也可通過(guò)調(diào)整R3阻值微調(diào)12伏的電壓值,。

　　● 次級(jí)整流二極管D7

　　D7 應(yīng)選用具有足夠高反向耐壓的超快恢復(fù)二極管,。為減少正向?qū)〒p耗，也可選用有足夠高反向耐壓的肖特基二極管,。不連續(xù)模式時(shí),，D7的反向恢復(fù)時(shí)間應(yīng)小于 75ns，采用連續(xù)模式時(shí),，要求D7的反向恢復(fù)時(shí)間小于35ns,。MUR220屬于這類(lèi)超快恢復(fù)二極管。不要使用普通的快恢復(fù)二極管,，因?yàn)?，這種管子的反向恢復(fù)時(shí)間有幾百ns?！?　　 　　　

　　● 二次5伏線(xiàn)性穩(wěn)壓電路U3和C7　 　　 　　　

　　U3選用價(jià)格低廉TO220封裝的7805穩(wěn)壓IC,，由于5伏電源電流較少，U3輸入端可直接連至12伏電源,。C7選用47微法普通的電解電容就能滿(mǎn)足要求,。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　家用空調(diào)控制器電源采用開(kāi)關(guān)電源方案是空調(diào)產(chǎn)品發(fā)展的最終趨勢(shì)。NCP1014單片開(kāi)關(guān)電源方案具有性能穩(wěn)定可靠,、使用靈活,、電路簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),，在家用空調(diào)控制電源中具有相當(dāng)大的應(yīng)用市場(chǎng),。如有需要，利用NCP1014也可設(shè)計(jì)多路輸出式開(kāi)關(guān)電源,，其要點(diǎn)是電源總的輸出功率等于各路輸出功率之和,。