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【摘要】本文在对LNK500电源开关器件进行介绍时，主要采用的是模块化的介绍方式，详细的叙述了LNK500电源开关器件的基本功能，并对其工作原理中电源启动、恒定电流工作、稳压工作、自动重启工作、选择次级反馈等基本流程进行了基本介绍，并构建了多路输出式开关电源电路模型图。
【关键词】LNK500；开关电源器件；功能概述
1、前言
Power Integrations 公司推出的LinkSwItch系列产品包含有多种开关点元器件，而LNK500开关电源器件只是其中一种。低功率的线性变压器/RCC充电器以及适配器被采取了特殊设计的LinkSwitch系列产品所取代，其处于同等系统成本下的性能和能效也远远高于前者。LNK500开关电源器件与其它的低功率开关电源相比，有着巨大的优势，首先其能够与简易低成本的线性适配器配套使用；其次，该开关电源器件较传统的电源更小、更轻。在LinkSwItch的特殊设计中，集成了一个700V的功率MOSFET管，PWM控制、高电压启动、电流限制和热关断电路集中在一起，形成了一个完整的组合。
2、LNK500开关电源器件功能概述
2.1 引脚功能
LNK500内，CINTROL、SOURCE、DRAIN依次构成了LNK500内的控制端、源极、漏极三个管脚，详情见图1。
图1 LNK500内，控制端CINTROL、源级SOURCE、漏极DRAIN的分布状态。
漏极DRAIN内漏极的连接点由功率MOSFET负责，为电源器件的启动提供内部工作电流，并对漏极电流中的颞部电流起到限制作用。漏极DRAIN能够连通片内功率开关管的漏极，将漏极源的电压控制在700v以上[1]。控制极CINTROL，具体来说指的是占空比和电流限制控制器的误差放大器和反馈电流输入级。在正常工作状态下，能够实现将分流调整期与提供的内部偏置于连接在一起[2]。并能够连接电流输入极所提供的旁路和自动重启/补偿电容。其作用主要包括4个方面：首先可以根据控制电流的IC的实际大小对占空比D进行调节；其次，控制极能够与内部的并联调整器/误差放大器连接，提供芯片正常工作状态所需要的电流；再次，控制端能够将电源支路与自动重启动/补偿电容连接在一起，并根据外接旁路电容的实际对自动重启动的频率进行调节；最后，补偿控制回路电流。源极SOURCE指的是输出MOSEFTT管源极连接到高电压功率返回点，其作用在于对电路公共点和基准点进行控制。
2.2 工作原理
LNK500的工作原理一般包含有电源启动、恒定电流工作、稳压工作、自动重启工作、选择次级反馈等基本流程。现本文主要对其工作原理进行一一分析。
2.2.1电源启动
当该电源开关器件在电路中连通后，就会有输入电压通过该电源开关器件。为了满足控制极内部连接高压电流源的充电需要，控制极的相应电容就会将漏极与控制极内部高压电流源连接[3]。而对于源极来说，高压电流源的限制电压为5.6v，一旦控制极的电压达到这个数值，高压电流源就会被关断，同时激活内部的高压电路，推动内部MOSEFT工作。而为了弥补内部芯片的损耗，就会调用储存在相应电容中的电荷。
2.2.2恒定电流工作
电源开关工作后会输出电压，并在电压器与电压输出间产生了相应的初级线圈。另外，也加大了通过初级线圈的反馈控制电流。当输出电压与输入电压相等时，内部电流就会限制输出电压的增加[4]。相反，如果输出电压增高，为了保证输出电流时的恒定功率，就会用内部的电流来限制输出电压。
2.2.3稳压工作
当输入电压超过输出电压后，器件内部的占空比也会相应的减少。而电源所输入的电压决定了输入电压的取值，依据LinkSwItch内部的峰值电流实现对占空比的控制，并将占空比控制在内部电流的限制值内，此时恒压工作取代恒流工作。相关设计经验表明，在电源开关的典型设计中，在对输入进行设计时，往往将占空比30%处设计为最小电压的转换值。本设计中，在进行输入设计时，主要将占空比设置在40%左右，减轻了开关的负重，并为减少能量的消耗提供了可能。
2.3.4自动重启工作
自动重启的设计是为了防止电路处于开路或短路状态时，控制极处流入过量的外部电流，进而引起相应电容产生放电。在对自动重启工作进行设计时主要将电容放电的值控制在4.7V，一旦电容放电达到这个数字，就会激活自动重启装置，及时关闭MOSEFT管，将控制电路的电流控制在低电流备用状态当中。此时，LinkSwItch依然能够提供电源，且提供的电源能够被储存，并正常应用到电源正常工作状态中。
2.3.5选择次级反馈
新型LNK500开关电源器件主要运用光耦反馈来改进和调整输出电压，见图2。
电路中的成分会受到加入的电压的影响，电压反馈信号主要依靠VR1和U1LED提供。VR1的使用主要是依靠TL431，并将输出电压的容许偏差控制在5%左右。另外R4的出现提供了VR1所需要的偏压。VR1的电压与Y1LED所降下的电压之间的值约等于调节的输出电压。在对U1/LED峰值电流进行限制时主要用R5的低值电阻，并输出U1/LED的纹波。
图2为是简单电阻分割器的反馈构造。有R1、R3、D1、R2、C1、C2调整，对线圈的电压信号起到滤除和平滑的作用。在R1处通过的直流电流能够被光耦进行有效的调整，同时，通过LinkSwitch控制极的反馈电流也能够被很好的接收。
如果该电阻分割器处于恒流工作状态时，电压反馈电压的阈值会高于输出电压的值。而此时，输出电压的值有U1和VR1共同定义，光耦不能对其起到作用。一旦出现这种状况，LNK500的内部电流限制会调整到提供一个近似恒流输出的特性。但是，当电压反馈电压的阈值符合输出电压的值时，光耦就会发挥其作用。U1晶体管内电流就会受到输出电压的影响，若输出电压增加，U1晶体管内的电流也会增加，而通过R1的反馈电压也会相应的增加。
3、LNK500开关电源电路的设计
LNK500开关电源器件的设计者是美国Powerint公司。在对其进行电路设计时，我们要充分的分析该器件的特性，设计出多路输出的开关电源电路设计。在对该器件进行电路设计时，可从以下七个方面入手，依次是输入电路、滤波整流电路、变压器、LNK500开关电源器件、光耦反馈、主输出、辅助输出。其理论模型图构建如图3所示。
4、结束语
本文在对LNK500电源开关器件进行介绍时，主要采用的是功能分块化的介绍方式，详细的叙述了LNK500电源开关器件的基本功能，并对其工作原理中电源启动、恒定电流工作、稳压工作、自动重启工作、选择次级反馈等基本流程进行了基本介绍。最后提出了多路输出式开关电源电路模型图。但是在LNK500电源开关器件系统功能以及各个模块之间缺乏相应的探讨。
参考文献
[1]于月森.本质安全型开关电源基础理论与应用研究[M].中国矿业大学，2012.12：37-38
[2]黄雍俊.新型多路输出开关电源的设计与研究[D].华南理工大学，2012.5：13-17
[3]李勇峰.电流型升压PWM开关电源的研究与设计[D].西南交通大学，2010.6（11）：13-15
[4]李有志.电力系统中开关电源常见问题的探析[J].价值工程，2012.01：43-45
【关键词】LNK500；开关电源器件；功能概述
1、前言
Power Integrations 公司推出的LinkSwItch系列产品包含有多种开关点元器件，而LNK500开关电源器件只是其中一种。低功率的线性变压器/RCC充电器以及适配器被采取了特殊设计的LinkSwitch系列产品所取代，其处于同等系统成本下的性能和能效也远远高于前者。LNK500开关电源器件与其它的低功率开关电源相比，有着巨大的优势，首先其能够与简易低成本的线性适配器配套使用；其次，该开关电源器件较传统的电源更小、更轻。在LinkSwItch的特殊设计中，集成了一个700V的功率MOSFET管，PWM控制、高电压启动、电流限制和热关断电路集中在一起，形成了一个完整的组合。
2、LNK500开关电源器件功能概述
2.1 引脚功能
LNK500内，CINTROL、SOURCE、DRAIN依次构成了LNK500内的控制端、源极、漏极三个管脚，详情见图1。
图1 LNK500内，控制端CINTROL、源级SOURCE、漏极DRAIN的分布状态。
漏极DRAIN内漏极的连接点由功率MOSFET负责，为电源器件的启动提供内部工作电流，并对漏极电流中的颞部电流起到限制作用。漏极DRAIN能够连通片内功率开关管的漏极，将漏极源的电压控制在700v以上[1]。控制极CINTROL，具体来说指的是占空比和电流限制控制器的误差放大器和反馈电流输入级。在正常工作状态下，能够实现将分流调整期与提供的内部偏置于连接在一起[2]。并能够连接电流输入极所提供的旁路和自动重启/补偿电容。其作用主要包括4个方面：首先可以根据控制电流的IC的实际大小对占空比D进行调节；其次，控制极能够与内部的并联调整器/误差放大器连接，提供芯片正常工作状态所需要的电流；再次，控制端能够将电源支路与自动重启动/补偿电容连接在一起，并根据外接旁路电容的实际对自动重启动的频率进行调节；最后，补偿控制回路电流。源极SOURCE指的是输出MOSEFTT管源极连接到高电压功率返回点，其作用在于对电路公共点和基准点进行控制。
2.2 工作原理
LNK500的工作原理一般包含有电源启动、恒定电流工作、稳压工作、自动重启工作、选择次级反馈等基本流程。现本文主要对其工作原理进行一一分析。
2.2.1电源启动
当该电源开关器件在电路中连通后，就会有输入电压通过该电源开关器件。为了满足控制极内部连接高压电流源的充电需要，控制极的相应电容就会将漏极与控制极内部高压电流源连接[3]。而对于源极来说，高压电流源的限制电压为5.6v，一旦控制极的电压达到这个数值，高压电流源就会被关断，同时激活内部的高压电路，推动内部MOSEFT工作。而为了弥补内部芯片的损耗，就会调用储存在相应电容中的电荷。
2.2.2恒定电流工作
电源开关工作后会输出电压，并在电压器与电压输出间产生了相应的初级线圈。另外，也加大了通过初级线圈的反馈控制电流。当输出电压与输入电压相等时，内部电流就会限制输出电压的增加[4]。相反，如果输出电压增高，为了保证输出电流时的恒定功率，就会用内部的电流来限制输出电压。
2.2.3稳压工作
当输入电压超过输出电压后，器件内部的占空比也会相应的减少。而电源所输入的电压决定了输入电压的取值，依据LinkSwItch内部的峰值电流实现对占空比的控制，并将占空比控制在内部电流的限制值内，此时恒压工作取代恒流工作。相关设计经验表明，在电源开关的典型设计中，在对输入进行设计时，往往将占空比30%处设计为最小电压的转换值。本设计中，在进行输入设计时，主要将占空比设置在40%左右，减轻了开关的负重，并为减少能量的消耗提供了可能。
2.3.4自动重启工作
自动重启的设计是为了防止电路处于开路或短路状态时，控制极处流入过量的外部电流，进而引起相应电容产生放电。在对自动重启工作进行设计时主要将电容放电的值控制在4.7V，一旦电容放电达到这个数字，就会激活自动重启装置，及时关闭MOSEFT管，将控制电路的电流控制在低电流备用状态当中。此时，LinkSwItch依然能够提供电源，且提供的电源能够被储存，并正常应用到电源正常工作状态中。
2.3.5选择次级反馈
新型LNK500开关电源器件主要运用光耦反馈来改进和调整输出电压，见图2。
电路中的成分会受到加入的电压的影响，电压反馈信号主要依靠VR1和U1LED提供。VR1的使用主要是依靠TL431，并将输出电压的容许偏差控制在5%左右。另外R4的出现提供了VR1所需要的偏压。VR1的电压与Y1LED所降下的电压之间的值约等于调节的输出电压。在对U1/LED峰值电流进行限制时主要用R5的低值电阻，并输出U1/LED的纹波。
图2为是简单电阻分割器的反馈构造。有R1、R3、D1、R2、C1、C2调整，对线圈的电压信号起到滤除和平滑的作用。在R1处通过的直流电流能够被光耦进行有效的调整，同时，通过LinkSwitch控制极的反馈电流也能够被很好的接收。
如果该电阻分割器处于恒流工作状态时，电压反馈电压的阈值会高于输出电压的值。而此时，输出电压的值有U1和VR1共同定义，光耦不能对其起到作用。一旦出现这种状况，LNK500的内部电流限制会调整到提供一个近似恒流输出的特性。但是，当电压反馈电压的阈值符合输出电压的值时，光耦就会发挥其作用。U1晶体管内电流就会受到输出电压的影响，若输出电压增加，U1晶体管内的电流也会增加，而通过R1的反馈电压也会相应的增加。
3、LNK500开关电源电路的设计
LNK500开关电源器件的设计者是美国Powerint公司。在对其进行电路设计时，我们要充分的分析该器件的特性，设计出多路输出的开关电源电路设计。在对该器件进行电路设计时，可从以下七个方面入手，依次是输入电路、滤波整流电路、变压器、LNK500开关电源器件、光耦反馈、主输出、辅助输出。其理论模型图构建如图3所示。
4、结束语
本文在对LNK500电源开关器件进行介绍时，主要采用的是功能分块化的介绍方式，详细的叙述了LNK500电源开关器件的基本功能，并对其工作原理中电源启动、恒定电流工作、稳压工作、自动重启工作、选择次级反馈等基本流程进行了基本介绍。最后提出了多路输出式开关电源电路模型图。但是在LNK500电源开关器件系统功能以及各个模块之间缺乏相应的探讨。
参考文献
[1]于月森.本质安全型开关电源基础理论与应用研究[M].中国矿业大学，2012.12：37-38
[2]黄雍俊.新型多路输出开关电源的设计与研究[D].华南理工大学，2012.5：13-17
[3]李勇峰.电流型升压PWM开关电源的研究与设计[D].西南交通大学，2010.6（11）：13-15
[4]李有志.电力系统中开关电源常见问题的探析[J].价值工程，2012.01：43-45