由Ｐ１０１４ＡＰ１０构成的数字机开关电源原理分析

郑秀峰

安森美半导体公司(ON Semiconductor)研制的电源管理芯片NCP101X系列分为NCP1010、NCP1011、NCP1012、NCP1013和NCP1014等型号,常被用于小功率AC-DC转换电路。近年来,一些品牌的数字卫星接收机采用了以P1014AP10为核心元件的开关电源电路,如:Glomax系列和诺普斯系列的一些机型等。P1014AP10电源管理芯片引脚功能为:①脚为电源端,②、③、⑦、⑧脚为接地端,④脚为反馈输入端,⑤脚接内部场效应开关管的漏极。现以Glomax 5066型数字卫星接收机开关电源为例,分析其工作原理。 (如图为Glomax 5066型数字卫星接收机开关电源原理图)。

由于P1014AP10工作频率最高可达130KHz,因而简化了变压器设计工艺,不必采用体积大、成本高的开关变压器,P1014AP10的工作频率经抖动处理后有效地降低了电磁干扰,完全可以省略开关电源交流输入电路中的抗干扰电路,这也是由P1014AP10构成的开关电源电路与其他类型开关电源电路的不同之处。接通交流电源,220V交流市电经过DY1-DY4组成的桥式整流和CY1滤波电路得到约300V直流电压。该电压经开关变压器初级绕组加至UY1(P1014AP10)⑤脚,P1014AP10内部的启动电路、振荡电路得电后开始工作,振荡电路产生的振荡信号通过驱动电路使P1014AP10芯片内部开关管工作在开关状态,变压器初级绕组上产生感应电压,由于绕组间的电磁耦合,反馈绕组产生的感应电压经DY5整流、RY1、CY2组成的RC滤波电路得到的直流电压加到P1014AP10①脚,P1014AP10得到工作电源,取代内部的启动电路,维持开关电源的正常工作。CY8、RY3、DY6构成尖峰吸收保护电路,对开关变压器因漏感产生的尖峰电压进行钳位吸收,以保护P1014AP10内部开关管不被击穿。

开关电源的稳压调节电路由光电耦合器UY2(PC817B)、电压比较放大器UY3(YW431)及外围电路元件组成,次级3.3V组电源电压作为调节的取样电压。当由于某种原因引起输出电压升高时,RY7、RY6分压处的电压值随之升高,取样电路把这一升高的变化量送到电压比较放大器YW431的控制端R,控制端R的电压也会随着升高,使YW431的K端电压下降,变化的电压通过PC817B反馈到P1014AP10芯片的④脚,经过P1014AP10内部调整,使输出电压降低,达到稳定输出电压的目的。当输出电压降低时,稳压控制与上述过程相反。

Glomax 5066型数字卫星接收机开关电源提供3.3V、20V两组电源,其中3.3V组电源为主芯片、存储芯片等提供工作电压,20V组电源为极化切换电路和声音功放电路等提供电压。■