LNK-302/304/305/306(P/G)系列开关电源芯片被命名为LNK-TN( Link Switch-TN),意为外围电路极简单的离线式开关电源集成电路。
一、LNK-TN系列功能简介

        LNK-TN系列开关电源芯片主要由基准电压稳压器、时钟振荡器、RS触发器、反馈输入电路过载检测电路、电流限制比较器、滞回比较器、超温闭锁电路、恒流源、控制逻辑电路及高压MOSFET场效应功率开关管等组成,内部结构框图如图1所示。

        该系列采用8脚双列直插式封装,有DIP-8B(P封装)和SMD-8B(G封装)两种,各脚功能及工作电压如表1所列,输出功率(AC230V±15%和AC85V~265V)如表2,极限应用参数如表3。

        LNK-TN系列芯片的主要特点如下: 

        (1)内置高压MOSFET开关管,漏极最小供电电压为50V,最高耐压可达到700V。

        (2)开关频率fosc=66kHz(±4kHz),采用1mH贮能电感,输出电流为120mA。
        (3)适应AC85V~265V的市电输入。
        (4)可达理想的EMI值,最低值为-10dB。

        (5)采用拓普技术,输入AC115V时空载功率损耗为7mW,输入AC230V时空载功率损耗为12mW。

        LNK-TN系列芯片采用高压MOSFET开关管,由脉宽调制系统控制其通/断占空比,输出稳定的电压,最大占空比DC( MAX )=69%±3%。其内部有输出5.8V(±0.3V)的基准稳压器,向振荡器、反馈控制系统提供稳定的参考电压。内部时钟振荡器的基本频率为66kHz,振荡波形占空比由内部电路设定每个周期的开始时间,PWM控制系统决定其下降时间。FB脚反馈控制电压为1.65V(±0.11V),控制电流为49uA。反馈控制电路控制的是由5.8V基准源供电(分压电路分压得到)的取样电压,控制脉冲复位。当FB脚欠压时,复位计数器处于长时间复位状态,开关管无驱动脉冲而截止。因此,正常工作时FB脚电压范围在4.85V~5.8V之间为稳定控制区域。值得注意的是,LNK302没有图1中虚线框内的“自动复位计数器”电路。因此,如果FB脚失控或负载电路超载时,LNK302内部RS触发器将输出高电平使驱动脉冲关断,欲使电路复位需断电后再重新启动。而LNK304/305/306内部设有自动复位计数器,对超载现象进行计时,当达到800ms时才关断开关脉冲。

        在5.8V稳压器的输出端接有6.3V的钳位稳压二极管,可防止稳压器输出超压。在开关管漏极设有开关电源检测电路,通过检测开关管平均电压值确定其导通/截止的占空比,当开关电流超限时,通过内部RS触发器关断驱动脉冲。

二、典型应用电路原理

        图2是惠尔浦WFS1066滚筒洗衣机辅助开关电源电路。AC220V 经R020、R021限流后,由D029、D030半波整流,再经C023、L003、CO22滤波,产生约+300V直流电压,通过开关变压器TF1初级绕组为U002(LNK304PN)的⑤脚供电。RV07为压敏电阻,起市电输入超压或错相保护作用,当通过电网窜入脉冲高压(如雷电引起)或人为接线错误(如误将AC380V交流电接入)时,RV07的电阻值会从数百千欧(470k-620k)降至10Ω左右,相当于输入短路,R020(22Ω/1W)会立即烧损,切断市电输入通路,起过压保护作用。D029、D030是型号相同的整流二极管( 1N4004),串联使用时通过的电流是单只二极管的整流电流,但工作电压比单只整流管小一半。CO23、 L003、C022构成Π形滤波器,由于L003的电感量只有470uH,其主要作用是扼制开关电源工作时产生的数十千赫兹的高频脉冲,可防止其进入电网产生污染,同时也阻止电网中的高频脉冲进入开关电源,保证开关电源稳定工作。
        D006、C053、R038组成反峰压脉冲吸收网络,在uo02内MOSFET开关管由导通变为截止时,为TF1初级电感产生的自感电动势提供泄放通路,防止其与+300V直流供电电压叠加击穿开关管。C024为U002内部5.8V电源滤波电容。TF1次级有-12V和-5V两组输出电压,DZ01、Q011、R081、R086、R087组成稳压反馈电路,DZD1是-5V输出电压的稳压取样管,取样电压由Q011检测,当-5V电压输出降低时(绝对值增大),DZ01导通,Q011亦导通,使U002的④脚误差电压升高,芯片内部控制电路调整振荡脉冲占空比,则输出电压升高(绝对值降低)。若-5V输出电压升高,则控制过程与此相反,由于该电源只对-5V输出电压取样稳压,为避免-12V输出电压负载受影响而发生大幅度变化,故接有泄放电阻R 138,作为空载时的假负载。
        值得一提的是, 本机控制电路和AC220V市电相通,即该机主电路板是热地。如果用户家插座线路安装规范,则主电路板的地与市电零线相通;若安装不规范,则主板的地线与市电火线相通,有触电危险,这时应交换插座中的火线和零线。
三、常见故障检修方法
       1.开机即烧保险电阻
       接通电源,保险电阻R020便发热、冒烟、烧断,说明电源电路存在严重的短路或漏电故障。应重点检查:
       (1)压敏电阻RV07是否击穿,RV07非在路电阻值应为数百千欧,若只有几十欧或几欧,说明已击穿。
       (2)低频滤波电容C023、C022是否击穿。用指针式万用表电阻挡,测它们的充放电特性判断其好坏,由于L003直流电阻甚小,应分别焊开C023、CO22一引脚连接后测量,否则无法区分哪只电容击穿或漏电。
       (3)U002内置MOSFET开关管是否击穿。先断开U002的⑤脚连线,用万用表Rx1k挡测⑤脚与地间的电阻值,正常值为∞,若为02则说明MOSFET管D-S极间击穿。
        提示:C023主要滤除50Hz 低频纹波,而C022除滤除50Hz纹波外,更重要的作用是滤除数十千赫兹开关高频脉冲及其高次谐波,因此,C022损坏概率比C023高得多。若c023失效,开关电源产生的高频脉冲受阻于L003,这对开关电源的工作状态会产生很大影响,甚至损坏开关电源芯片。另外,当开关电源芯片U002 损坏后,应仔细检查反峰压脉冲吸收网络是否失效,最好用代换法将D006 .C053.R038一一替换试验,以防开关电源芯片再次被损坏。
        2.保险电阻完好,但输出电压为0V
       开关变压器TF1次级无输出电压,说明开关电源停振未工作或处于保护状态。可按下述步骤进行检查:
        (1)U002的⑤脚有无+300V左右直流电压。若无,说明市电输入电路或整流滤波电路存在开路性故障,重点检查TF1初级绕组、L003、D029、D030、R021等有无开焊或损坏。
        (2)再测U002的③脚有无5.8V电源电压。若无,为滤波电容C024击穿漏电或芯片内部5.8V稳压器失常。
         (3)检查TF1次级整流滤波电路是否正常。TF1次级接地端有无开路,整流二极管D012、D013有无开路失效,滤波电容c020、C029、C021、C025有无击穿或漏电等。提示:检修无输出电压故障时,若通电后再断电检查,应先对+300V滤波电容C023、C022进行放电,然后再用万用表电阻挡进行检测,否则可能损坏万用表或将表针打弯。
        3.输出电压偏高
        输出电压过高,通常是输出取样反馈网络工作异常造成的。判断故障部位是在误差取样电路还是在U002内部控制电路,关键技巧是将U002④脚对地短接时,若输出电压下降(绝对值增大),说明故障在误差取样电路;反之,则故障在控制电路。一般情况下,DZ01、Q011性能变劣时会引起本故障。由于它们性能不良是较难判断的,可用良好元件代换试验。
         提示:采用“短路法”判断故障部位时,一定要短路U002的④脚,不能短接Q011基极,防止故障扩大造成不必要的损坏。
        4.输出电压过低
        (1)空载输出电压正常,而负载后输出电压明显下降:主要是滤波电容不良,这些电容包括+300V滤波电容C023、C022,反峰吸收电容C053容量减退,TF1次级滤波电容co20、C029、CO21、C025等,可用同规格元件代换判断。
        (2)加电后开关变压器TF1有微弱的“吱吱”叫声,且输出电压过低:TF1有“吱吱”叫声,说明开关频率(标称值66kHz)降低至可闻声频范围,是电路存在短路或漏电故障,主要原因有四:一是负载电路短路、漏电,使开关电源负荷加重;二是+300V滤波电容C023、C022漏电;三是开关电源芯片U002内部电路不良;四是高频整流管D012、D013击穿或性能变差,可用15A/35V以.上的肖特基整流二极管代换。
        (3)输出电压过低,但无“吱吱”叫声:原因是稳压控制电路工作失常,多为Q11.DZ01性能不良引起的。