一款基于IW1706的AC—DC原边反馈恒压开关电源设计

IW1706是一种采用数字控制技术对建峰电流模式PWM反激式高性能的交流/直流电源控制器。此芯片中包含了直接驱动功率晶体管，工作在准谐振模式，高效率，内置保护功能等特点，同时显著减少了外围元器件数量可达到简化设计和降低材料总成本的目的。IW1706具备软启动方案，它允许快速而顺利启动与小型和大型的电容负载。IW1706消除次级反馈电路同时也具备了出色的输出特性和负载调节。它也消除环路补偿元件的需要在保持稳定的同时在所有操作条件。脉冲波形分析脉冲允许一个环响应比传统的解决方案更快，从而提高了动态负载响应。内置的功率限制功能可以优化变压器设计在通用离线应用，允许一个广泛的输入电压范围。电力供应与iw1706建立可以实现最高的平均效率和快速而顺利启动宽范围电容负载。

IW1706具有以下特点：

● 原边反馈消除光电隔离器和简化设计

● 自适应控制能够快速和软启动

● 很紧的恒定电压调节

● 低共模噪声

● 优化PWM开关频率72 kHz的最大达到最佳规模和效率

● 自适应PWM/PFM控制提高了效率

● 直接驱动晶体管开关降低了成本

● 动态的基极电流控制

● 无外部补偿元件

● 符合EPA 2节能规范有足够的裕度

● 内置短路保护、输出过压保护

● 内置的电流检测电阻短路保护

● 恒电流控制

表1：

主体电路的设计

在本设计中AC-DC部分选用的拓扑结构是一个隔离式原边反馈驱动方案，可应用于190-265V的输入电压范围，输出为18V、300mA。

2、输入EMI滤波

保险丝FU1提供整个系统的故障保护，此外提供额外的阻尼以保证系统在调光过程中不会出现震荡从而引发的闪烁现象。

压敏电阻VR1通常被广泛的应用在各种开关电源线路中，其作用主要是防止因为电网电压中的瞬时电压突变从而造成的可能对外围电路的伤害。当高压来到时，压敏电阻的电阻降低而将电流予以分流，防止受到过大的瞬时电压破坏或干扰。因而保护了敏感的电子组件。

桥式整流器BR1则是利用二极管的单向导通性进行整流，常用来对AC交流电进行全波整流，以获得良好的功率因数和低THD。

图2 输入整流部分

EMI滤波部分：电容EC1、EC2和共模扼流圈L1形成位于桥式整流管后面的EMI滤波器。该输入π滤波器网络与IW1706芯片的频率调制特性完美结合，可使设计满足Class B干扰限值。电阻R1可在必要时衰减EMI滤波器的谐振，从而防止当在系统(驱动器加外壳)中测量时EMI频谱中出现峰值。

图3EMI滤波部分

3、启动电路

芯片IW1706采用创新的专有软启动方案，能够实现平滑启动。当系统上电时，VCC引脚通过启动电阻R2、R2A、R2B上电，当电源电压VCC旁路电容完全充电，电压高于启动阈值的VCC(ST)，使信号变得更加活跃，使控制逻辑，和iw1706的软启动功能。软启动过程中，原边峰值电流是有限的循环于内部比较器。整个软启动过程可以分解为几个阶段基于输出电压水平，这也就是通过原边间接检测到的信号。在不同阶段,iW1706自适应控制开关频率和一次侧峰值电流,输出电压可以快速建立在早期阶段顺利过渡到所需的调节电压在最终阶段,无论任何应用程序可能产生的电容和电阻负载。这种自适应控制方式使得整个系统成本最低，同时软启动功能使得iW1706能够理想配合电源适配器应用如ADSL调制解调器等大电容负载。

如果在任何时候Vcc电压低于欠压锁定(UVLO)阈值Vcc(UVL)，然后iW1706就开始关闭。此时启动信号变得低和VCC电容开始充电再次向启动阈值初始化一个新的软启动过程。

图4 启动电路

4、IC控制电路

IW1706是一款数字型控制IC，与模拟型控制IC不同，他主要工作特性如下：

在恒压模式操作时,如果满负载工作条件下，iW1706通常工作在脉宽调制(PWM)模式。在PWM模式下,芯片开关频率保持不变。当输出负载IOUT降低时，Ton下降,随后控制器自适应转换为脉冲频率调制(PFM)模式。在PFM工作模式下，降低负载电流,时间增加,因此切换频率减少。

当开关频率接近人耳听觉临界时，,iW1706转换到另一个级别的PWM模式,即深度PWM模式(DPWM)。DPWM模式期间,开关频率保持在25 kHz为了避免音响噪音。随着负载电流进一步减少,iW1706转换到另一个级别的PFM模式,即深度PFM模式(DPFM)，也就是说芯片可以降低开关频率到非常低的水平，虽然整个声音频率范围切换频率下降。

iW1706还包含一个独特的专有的准谐振开关方案,达到电压控制模式时，打开每一个PWM和PFM切换周期,在PFM和PWM模式,在CV和CC不