该工程描述了一款适用于手机或类似充电器应用的 10 W 恒压/恒流 (CV/CC) 通用输入电源。其工作输入电压范围为 90 VAC 至 265 VAC,并在 2 A 电流下提供 5 V 电压。该参考设计基于 LinkSwitch-3 系列产品 LNK6448K。
LNK6448K 的开发旨在经济高效地取代低功耗充电器和
适配器应用中的所有现有解决方案。其控制器针对 CV/CC 充电应用进行了优化,具有少的外部部件数量以及对输出电压和电流的非常的控制,而无需使用
光耦合器。LNK6448K 具有集成的 725 V 开关 MOSFET 和开/关控制功能,可在所有负载条件下提供高效率和低空载能耗。运行效率和空载性能均超过现行国际能效标准。
IC 封装在高压和低压引脚(封装和 PCB 上)之间提供了更长的爬电距离,这在高湿度环境中是必需的,以防止产生电弧并进一步提高可靠性。
LNK6448K 需要一个外部偏置绕组,以便在开关期间为控制器提供电流。当采用可选偏置电源供电时(如本设计所示),空载功耗可降至 <30 mW。
此设计中的 EPC17 变压器骨架提供了更长的爬电距离,以满足安全间距要求。
图2 示意图
电路说明
该电路在初级侧稳压反激式电源配置中使用 LNK6448K。
输入滤波器
交流输入电源经BR1整流。整流后的直流电由大容量存储电容器 C1 和 C2 进行滤波。电感器 L2 和铁氧体
磁珠 L3 与电容器 C1 和 C2 一起形成 pi (π) 滤波器,以衰减传导差模 EMI 噪声。这种配置与 Power Integrations 的变压器 E-shield 技术相结合,使该设计能够满足 EMI 标准 EN55022 B 级,具有良好的余量,并且无需 Y 电容器。变压器结构还具有非常好的 EMI 可重复性。
保险丝 F1 提供针对灾难性故障的保护。当电源首次以 VACMAX 连接到交流输入(同时输入电容器充电时)时,其额定值应能够承受瞬时耗散。热敏电阻 RT1 限制电源首次上电时以及大容量电容器上的初始电压为 0 V 时的峰值电流。
LNK6448K 主要
LNK6448K 器件 (U1) 将电源开关器件、振荡器、CV/CC 控制引擎以及启动和保护功能全部集成在一个 IC 上。其集成的 725 V 功率 MOSFET 可在通用输入交流应用(包括延长的线路骤升)中提供足够的电压裕度。该器件通过去耦电容器 C7 从旁路引脚自供电。由 D3、C8、R5 和 R8 组成的可选偏置电路可提高效率并降低空载输入功率。电阻器 R5 有助于抑制偏置绕组电压上的振铃。
输出整流和滤波
变压器 T1 的次级由肖特基势垒型二极管 D1(为了提高效率而选择)进行整流,并由 C3 和 C4 进行滤波。在此应用中,C3 和 C4 具有足够低的 ESR 特性,无需添加 LC 后置滤波器即可满足输出电压纹波要求。电阻器 R1 和电容器 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。
输出调节
LNK6448K 使用 ON/OFF 控制(用于 CV 调节)和频率控制(用于 CC 调节)来调节输出。输出电压由变压器上的偏置绕组感测。使用标准 1% 电阻值选择反馈电阻器(R6 和 R7),以使标称输出电压和恒流调节阈值居中。电阻器 R2 提供负载,以在输出空载时维持输出调节