朱漢峰

[摘 要]許多家電產品都需要多路穩(wěn)壓電源來供電，在電子儀器、自控裝置中也要給多種模擬及數字電路提供多路電源，如何實現低成本、高性能的設計是現代電力電子的研究方向，下面以TEA1532芯片為核心設計的一款單端反激式、寬電壓輸入范圍、多路固定電壓輸出的開關電源為例，解析工程師在調試過程中如何解決遇到的問題。

[關鍵詞]單芯片 重啟 輕載

中圖分類號：TM46 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）01-0030-01

一、IC芯片簡介

1.1 芯片功能

TEA1532是一種變頻開關電源控制器，用于直接由整流AC線供電的準諧振反激式轉換器，內部結構如圖1所示，除具備標準的GreenChipTMII功能外，它還有多功能保護引腳、欠壓保護和用以防止連續(xù)模式中出現次諧波振蕩的斜率補償功能。這些功能使設計更為簡便，所需要的外部元器件數大大減少，保護功能也極大提高。

1.2 芯片特色

TEA1532通過SO8和DIP8封裝將QR和CCM兩種操作模式集成于同一芯片內，在QR操作模式下，TEA1532能提供真正的谷底交換、從而改善EMI性能。CCM模式則能將功率效率最大化并提供低待機功耗，在CCM模式下提供了通用保護引腳、欠壓保護、斜率補償和防止次諧波振蕩，還具有高達63KHz的開關頻率和降低待機功率的周期跳躍功能，待機狀態(tài)在3W以下還可降低電源頻率。

二、工作原理簡介

交流電壓經整流平滑后為電路提供直流工作電壓，啟動電路給電容C9充電，當C9電壓達到15V時，TEA1532有輸出，是MOS開關Q3（12A500V）導通，能量存儲在變壓器T1中，此時由于二次側各路整流二極管反向偏置，故能量不能傳到T1的二次側，T1的一次側電流通過R30檢測并與TEA1532內部提供的基準電壓進行比較，當達到這一電平時，Q3關斷，所有變壓器的繞組極性反向，輸出整流二極管正向偏置，存儲在T1中的能量傳輸到輸出電容器。

啟動結束后，反饋線圈的電壓整流后經取樣電阻分壓送到控制端與IC內部的基準電壓進行比較來調整驅動脈沖寬度，從而改變輸出電壓以實現對輸出的控制。這樣，能量周而復始的儲存釋放，給各路輸出端提供電壓。

三、調試過程

在設計過程中工程師會遇到很多問題，現在例舉常見的兩個代表性案例進行闡述。

3.1 空載關機后，PG GO LOW約2.5S后重啟

a）原因分析

如圖3，當A點的電壓經過二極管和電容的整流濾波，再經電阻分壓后到達UX1 PIN2，當UX1 PIN2的電壓高于1.25V的時候，UX1 PIN5輸出高電壓，PG出現。從2A及以上的負載掉到完全空載或滿載到空載的動態(tài)測試時，輸出端的電容和變壓器副邊所儲存的能量非常慢的瀉放，機臺變壓器在負載跳變后的一段時間內沒有能量傳輸，由于A點到UX1 PIN2這條線路上面電容非常小，無法維持UX1 PIN2的電壓1.25V 20ms，所以PG電壓會在跳載后跌落一段時間重新起來。

b）改善措施

為了改善此問題，在增加QX4 P-MOS，在A點電壓掉到某個電壓時，QX4的GATE電壓經過DX3拉LOW，QX4導通，從UX1 Vcc補充電壓至UX1 PIN2，保持PG不會跌落。

當空載關機時，大電容的放電速度大于輸出端電容的放電速度，當大電容的電壓低于某個電壓時PWM停止工作，A點電壓慢慢下降；當A點電壓在24V以上時，QX4不會導通，PG會在此之前GO LOW，而當A點電壓降到24V以下時，QX4開始導通，UX1 PIN1的電壓會補充到UX1 PIN2導致PG重新開啟。

關機后，CH3慢慢下降，當低于1.24V時，PG GO LOW，此時CH2（QX4 GATE）為高，不會有能量補充到UX1 PIN2。而當大電容的電壓低于某個電壓，PWM停止工作，CH2電壓往下掉，掉到低于12V時，QX4導通，CH3（UX1 PIN2）得到高于1.24V的電壓，導致PG重新啟動。

c）方案驗證

增加INPUT UVP線路，在AC INPUT關斷時，INPUT UVP 動作，PWM關斷，12V OUTPUT立即開始放電；當QX4 GATE變低，QX4導通時12V OUTPUT的電壓已經降低至無法使UX1 PIN2達到1.24V；PG不會重起。

3.2 輕載（0A～1A）關機后，12V OUTPUT重新開啟到3V左右

a）原因分析

如圖5，當機臺輕載關機時，AC INPUT關斷，INPUT UVP立即動作。動作過程：AC 關斷，U4 Vref小于1.24V，U4截止，Q1 GATE為高電平，Q1導通，U3 PIN4電壓被拉低，U3 PIN1輸出低電位，Q7導通，VCC4經過R29，Q7，D8，R56，R81到達U2 PIN4；U2 PIN4電壓大于2.5V時，U2停止工作。輕載關機后，大電容的電壓慢慢降低，VCC4也慢慢降低，當VCC4的電壓經過分壓到達U2 PIN4的電壓不夠2.5V而同時大電容的電壓大于90V時，U2可以啟動。

重載情況下，當U2 PIN4的電壓低于2.5V時，大電容的電壓已經泄放到低于90V，所以不會重新啟動。b）解決方案

將R56由原來的20K改為15K，使輕載關機時U2 PIN4電壓維持2.5V以上。

四、小結

本文對反激式開關電源電路工作原理進行了簡要分析，同時給出應用電路的主要設計調試過程，最后通過樣機測試證明該電路改造具有一定的應用價值，達到預期效果，這種線路調試方法對后期工程師調試會有一定幫助和啟發(fā)。

參考文獻

[1] 《開關電源理論與設計實踐》 電子工業(yè)出版社 梁適安

[2] 《開關電源中磁性元器件》 南京航空航天大學 趙修科