提高空调能效水平的新型电源设计

　　随着近期世界石油价格的飙升，能源消耗成本开始成为倍受关注的问题。平均而言，建筑物占到二氧化碳排放总量的40%，根据能源之星的研究数据，住宅中50%的能源都消耗于供暖和冷却系统。

　　在许多国家，能源需求高峰一般出现在夏季，而不是冬季，这是由于人们会在夏季大量使用空调。在美国，这种情况早已司空见惯，而在日本、欧洲以及印度和中国等发展中国家，空调的使用也越来越普及。事实上，在中国，空调的使用量在过去5年中已经增加了4倍，从每百户8台增至每百户31台。

　　从全世界的范围来看，空调对能源消耗总量的影响是非常巨大的，因为每年都会在原来的基数上新增3500万台空调。在此情形下，许多国家纷纷出台了新的法规，旨在提高空调和热泵的效率。

　　只有采用先进的电子技术，才能满足日益严格的新空调能效标准，比如使用变速电机驱动器为标准交流异步电机或无刷直流压缩机供电。不过，这些先进的系统往往需要使用复杂的多路输出电源：既能以高效率进行工作，又能供应风扇电机启动时所需的峰值电流。下面将要介绍的电源设计则完全能满足这些要求，而且它的制造成本不高，进行大量生产时可以确保良好的性能一致性。该电源可以提供两个电气隔离的12V输出，是半桥IGBT的理想驱动，12V输出用于驱动压缩机蒸发风扇，5V输出则用于电子控制元件。连续负载为17.7W，并可由90V~265V通用电源输入电压提供29.7W的峰值输出。

　　该电源使用离线式开关IC TinySwitch-PK设计而成，该器件由Power Integrations公司(PI)生产，非常适合空调风扇电机等要求提供峰值功率的应用。

　　TinySwitch-PK所具有的峰值处理特性使电源变压器可以根据连续功率负载而不是峰值功率进行设计，这样可以进一步减小变压器磁芯的尺寸。变压器的尺寸以及制造所需的铜铁数量现在已成为越来越重要的考虑因素。

　　与小型线性电源通常需使用75gm铜相比，开关电源变压器所需的铜要少得多，如果使用TinySwitch-PK进行设计的话，铜使用量还会得到进一步降低。此外，由于TinySwitch-PK中集成了MOSFET，设计出的电源要比使用TinySwitch-III系列器件设计出的电源更小些。再加上可以省去其它元件，最终的电源将比线性电源更具成本优势，与此同时，在能源效率和空载功耗方面仍具备开关电源的所有优势。该器件高度集成，需要极少的外部元件，因此可以在单面印刷电路板上实现电源设计。

　　TinySwitch-PK采用了经PI优化的开/关控制方法。开/关控制与传统的PWM控制器所采用的方法截然不同，它在整个功率负载范围内均具有非常平坦的效率特性。