一、引言

在電源設(shè)計(jì)中，效率和穩(wěn)定性是兩個至關(guān)重要的因素。FSQ510作為一款專為谷底開關(guān)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)的綠色模式開關(guān)電源厚膜電路，具有低EMI（電磁干擾）和高效率的特點(diǎn)，非常適合用于LCD TV、LCD監(jiān)視器、PC和白色家電的輔助電源。本文將詳細(xì)介紹基于FSQ510的RD-267 4.2W電源設(shè)計(jì)方案，包括主控芯片的型號、作用以及電路設(shè)計(jì)等。

二、主控芯片F(xiàn)SQ510介紹

2.1 芯片型號及規(guī)格

FSQ510是Fairchild公司推出的一款綠色模式開關(guān)電源厚膜電路，其型號規(guī)格包括FSQ510、FSQ510H和FSQ510M。這些型號在封裝上有所不同，包括雙列8腳DIP-8、雙列7腳DIP-7以及貼片MLSOP-7。

2.2 主要特性

• 集成LDMOS功率開關(guān)：FSQ510內(nèi)部集成了700V的LDMOS功率開關(guān)，優(yōu)化了谷底開關(guān)轉(zhuǎn)換器的性能。

• 低EMI和高效率：通過可變頻率控制和固有頻率調(diào)制，F(xiàn)SQ510實(shí)現(xiàn)了低EMI。同時，通過最小漏極電壓開關(guān)，提高了電源轉(zhuǎn)換效率。

• 寬負(fù)載范圍：擴(kuò)展的谷底開關(guān)功能使得FSQ510能夠在寬負(fù)載范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的性能。

• 軟啟動：內(nèi)置5ms的軟啟動時間，有助于保護(hù)電路免受啟動時的沖擊。

• 保護(hù)功能：包括過載保護(hù)（OLP）、內(nèi)部熱關(guān)斷（TSD）以及欠壓鎖定（UVLO）等。

2.3 在設(shè)計(jì)中的作用

FSQ510作為主控芯片，在RD-267 4.2W電源設(shè)計(jì)中起到了至關(guān)重要的作用：

• 控制開關(guān)管：FSQ510內(nèi)部的PWM控制器和SenseFET共同控制開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電源的轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)。

• 穩(wěn)定輸出電壓：通過內(nèi)部的振蕩器、欠壓鎖定、前沿消隱、優(yōu)化柵極驅(qū)動器等電路，F(xiàn)SQ510能夠穩(wěn)定輸出電壓，確保電源的穩(wěn)定性和可靠性。

• 提高效率：FSQ510通過優(yōu)化谷底開關(guān)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，提高了電源轉(zhuǎn)換效率，降低了功耗。

• 保護(hù)電路：FSQ510內(nèi)置的保護(hù)功能能夠保護(hù)電路免受過載、過熱和欠壓等異常情況的影響，提高了電源的可靠性和安全性。

三、電路設(shè)計(jì)

3.1 輸入電路

輸入電路主要包括交流電源輸入、熔絲、限流電阻、抗干擾電路以及整流濾波電路等。交流220V電源經(jīng)過熔絲F1和限流電阻TH1后，進(jìn)入抗干擾電路LX1和CX1，濾除干擾后分為兩路：一路送到開關(guān)機(jī)繼電器K1，經(jīng)K1控制后送到主電壓抗干擾和整流濾波電路；另一路經(jīng)過THB1限流、LXB1濾除干擾脈沖以及壓敏電阻過電壓保護(hù)后，送到DB1～DB4組成的全橋整流電路，整流后經(jīng)CB1濾波產(chǎn)生300V直流電壓。

3.2 主電路

主電路是電源設(shè)計(jì)的核心部分，主要包括開關(guān)管、變壓器、輸出整流濾波電路以及反饋控制電路等。300V直流電壓經(jīng)過RB1～RB3加到UB1（即FSQ510）的8腳作為啟動電壓。同時，TB1的7-6繞組加到UB1的7腳作為開關(guān)管的工作電壓。UB1的8腳得電后，內(nèi)部的脈沖振蕩電路開始振蕩，產(chǎn)生的振蕩脈沖信號經(jīng)過內(nèi)部的驅(qū)動電路處理、開關(guān)管放大后從7腳輸出，在TB1的一次側(cè)形成變化的電流，并通過互感作用從二次側(cè)輸出脈沖信號。

3.3 輸出電路

輸出電路主要包括整流二極管、濾波電容以及負(fù)載等。TB1的2腳輸出的脈沖信號經(jīng)過RB9限流、DB8整流、CB7和CB8濾波后輸出VCC電壓作為QB1的輸入電壓。3腳輸出的脈沖電壓分為兩路：一路經(jīng)過RB5限流、DB6整流、CB4和CB5濾波后得到的直流電壓直接加到UB1的5腳作為穩(wěn)定工作時的供電電壓；另一路經(jīng)過RB6和RB7加到UB1的4腳作為內(nèi)部準(zhǔn)諧振電路的同步控制信號。11腳輸出的脈沖信號經(jīng)過DB12整流、CB11～CB14和LB2濾波后輸出3.3V/0.2A電壓為主板控制系統(tǒng)供電。10腳輸出的脈沖信號經(jīng)過DB13整流、CB19濾波后得到的直流VBB電壓直接加到QB3的E極作為QB3的輸入電壓。

3.4 反饋控制電路

反饋控制電路主要由取樣電路、誤差放大器、光耦合器等組成。通過對輸出3.3V/0.2A電壓進(jìn)行取樣，經(jīng)過TL431誤差放大器比較放大后產(chǎn)生誤差電壓，通過光耦合器對UB1的3腳內(nèi)部振蕩頻率或脈寬進(jìn)行控制，從而穩(wěn)定輸出電壓。

四、性能優(yōu)化與測試

4.1 性能優(yōu)化

在電源設(shè)計(jì)中，性能優(yōu)化是一個重要的環(huán)節(jié)。通過調(diào)整電路參數(shù)、優(yōu)化電路設(shè)計(jì)以及選擇合適的元器件等方式，可以提高電源的效率、穩(wěn)定性和可靠性。例如，可以通過調(diào)整RB1～RB3的阻值來優(yōu)化啟動電壓；通過選擇合適的濾波電容CB1、CB7和CB8的容量來優(yōu)化輸出電壓的紋波；通過調(diào)整光耦合器的增益來優(yōu)化反饋控制電路的響應(yīng)速度等。

4.2 測試與驗(yàn)證

在完成電路設(shè)計(jì)后，需要進(jìn)行測試和驗(yàn)證以確保電源的性能符合設(shè)計(jì)要求。測試主要包括以下幾個方面：

• 輸入電壓范圍測試：測試在不同輸入電壓下電源的輸出電壓和電流是否穩(wěn)定。

• 負(fù)載測試：測試在不同負(fù)載下電源的輸出電壓和電流是否穩(wěn)定，以及效率是否滿足要求。

• 保護(hù)功能測試：測試電源在過載、過熱和欠壓等異常情況下的保護(hù)功能是否正常。

• 穩(wěn)定性測試：長時間運(yùn)行電源，觀察輸出電壓和電流的穩(wěn)定性以及是否有異?，F(xiàn)象發(fā)生。

五、結(jié)論

基于FSQ510的RD-267 4.2W電源設(shè)計(jì)方案是一個復(fù)雜但有趣的項(xiàng)目。通過選擇合適的主控芯片F(xiàn)SQ510，并精心設(shè)計(jì)電路，可以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、可靠的電源輸出。同時，通過性能優(yōu)化和測試驗(yàn)證，可以進(jìn)一步提高電源的性能和可靠性。FSQ510作為一款優(yōu)秀的綠色模式開關(guān)電源厚膜電路，在電源設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用前景。