目前手机适配器的功率虽然已经从几年前标配的5W扩大到了10W、18W、20W等大功率快充,然而在其他领域,如路由器、智能音响、智能台灯等智能家居产品,其便携性的特点,很多产品目前的供电功率在10W以内。
本文介绍一款10W,5V/2A的充电器ACDC电源,基于PI LNK6448K开关电源芯片的设计案例。
电源性能规格如下表:
电源设计原理图如下:
电源基于PI LNK6448K开关电源芯片,拓扑采用的反激式,原边反馈,5V隔离输出,最大设计电流2A。
交流输入电源通过BR1整流。 整流的DC由大容量存储电容器C1和C2滤波。 电感L2和铁氧体磁珠L3与电容C1和C2一起构成滤波器,以衰减传导的差模EMI噪声。
此配置与Power Integrations的变压器电子屏蔽技术一起,可使此设计符合EMI标准EN55022 B级,其具有良好的余量的前提下并且不需要Y电容。 变压器结构也具有很好的EMI重复性。 保险丝F1提供电路保护。 当电源第一次连接到交流输入时(输入电容充电时),它的额定容量应能承受VACMAX时的瞬时耗散。 首次启动电源时,热敏电阻RT1限制峰值电流,并且大容量电容上的初始电压为0 V.
PI LNK6448K开关电源芯片器件(U1)将功率开关器件,振荡器,CV / CC控制引擎以及启动和保护功能集成到一个IC中。 其集成的725 V功率MOSFET可在通用输入交流应用中提供足够的电压余量,包括延长的线路膨胀。 该器件由旁路引脚通过去耦电容C7自供电。 由D3,C8,R5和R8组成的可选偏置电路提高了效率并降低了空载输入功率。 电阻器R5有助于抑制偏置绕组电压的振铃。
变压器T1的次级由D1(一种肖特基势垒型二极管(为提高效率而选择))整流,并由C3和C4滤波。 在这种应用中,C3和C4具有足够低的ESR特性,以在不增加LC后置滤波器的情况下满足输出电压纹波要求。 电阻R1和电容C5抑制高频振铃并降低D1上的电压应力。 铁氧体磁珠L1有助于消除输出中的高开关噪声。
电源性能规格指标如下:
1、LNK6448K开关电源芯片采用原边反馈,无需次级侧控制和光耦;
2、整机电源提供±5%恒定电压(CV)和±10%恒定电流(CC)输出精度;
3、LNK6448K开关电源芯片集成过温保护 - 精确的容差(±5%)和迟滞恢复,可在任何情况下保证PCB温度安全;
4、LNK6448K开关电源芯片集成自动重启、输出短路、开环保护功能;
5、电源在230 VAC输入时,空载待机功耗<30 mW;
7、电源可以实现超低漏电流:265 VAC输入时<5μA(不需要Y电容);
8、整机电源设计可通过EN550022和CISPR-22 B类EMI测试,并具有> 6 dB的余量;
9、电源符合IEC 61000-4-5 Class 3 AC线浪涌;
10、电源符合IEC 61000-4-2 ESD承受(接触放电至±8 kV,空气放电至±15 kV)。
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