无变压器 85-260VAC 至 12VDC-0.2A 电源

出处:维库电子市场网时间:2024-10-25
  Diodes Incorporated AL17150 高压降压稳压器芯片,该芯片可在输入处获得通用 85VAC 至 260VAC,并在输出处处理 12V-200mA。通过修改反馈电阻可以将输出电压设置为不同的电平。PCB板结构紧凑,采用SMD元件,可垂直安装在主板上。
  电路分析
 
   图 1:无变压器 85-260VAC 至 12VDC-0.2A 电源示意图
  根据 Al17150 的数据表:“AL17150-10B 是通用高压输入降压稳压器产品系列,可提供的恒压 (CV) 和出色的动态性能,无需光耦合器进行线路和负载调节。典型应用是离线低功耗应用,包括用于微控制器和其他物联网应用的连接 LED 照明电源。 AL17150-10B 集成了 500V/1A MOSFET,可以使用更少的外部组件并创建低物料清单 (BOM) 成本的解决方案。 AL17150-10B可提供高达300mA的输出电流和低于50mW的待机功耗,非常适合物联网连接的照明设备。
  AL17150-10B 实现了出色的调节和高功率效率。峰值电流和驱动频率的特性随着负载的变化而变化,可以提高轻载时的效率表现和整体平均效率。 AL17150-10B具有丰富的保护功能,增强系统的安全性和可靠性。它具有过温保护、VCC欠压锁定功能、输出短路保护、过载保护和开环保护(220V AC转12V DC转换器,无需变压器)。 AL17150-10B 采用 SO-7 封装。”
  IN 为 3 针公头,用于交流输入。中间引脚上的 PCB 板包含一个爬电区域,以遵循高压 IPC 规则(图 2)。同样,应在主板 PCB 上、接头中间引脚周围创建隔离间隙(爬电区域)。
  图 2:接头中间引脚周围的隔离间隙(爬电区域)
  F1为JFC2410 250V-0.5A保险丝,起保护作用。 BR1是MB10F桥式整流器,完成交流到直流转换的初始阶段。 C1、L1 和 C2 构建低通 Pi 滤波器以降低输入噪声和纹波。 IC1为AL17150芯片,R2、R3为反馈电阻。 C5 降低高频噪声,D2 和 L2 构建降压转换器电路。请注意,D2 是一个超快二极管,其反向恢复时间 (Trr) 为 35nS。 C6和C7是输出电容器,用于降噪和输出稳定。 R4是1206-4.7K电阻,充当假负载。 D3是黄色0805 LED,指示输出电压处于适当水平。图 3 显示了 C2 电容器的电压和电流波形(模拟)。
  图3:C2的电压和电流波形(仿真)
  AL17150 降压设计工具
  芯片制造商(Diodes Incorporated)推出了一个有趣且有用的 Microsoft Excel [1] 文件,可用于计算。图 4 显示了该工具的屏幕截图。如果您查看该表,您可以修改一些参数来设置所需的输出电压和电流。用户设置FB引脚低侧电阻,高侧电阻由脚本计算。对于12V输出,低侧电阻为4.7K,高侧电阻为18K。输出电容为两个电解型并联,以降低ESR,因此总输出电容为470uF + 100uF = 570uF。
   图 4:Diodes Incorporated AL17150 降压设计工具
  PCB布局
  图 5 显示了该设计的 PCB 布局。它是带有 SMD 元件的两层 PCB 板 [2]。的封装尺寸是 0805,因此使用普通烙铁和良好的烙铁头焊接元件应该不会有问题,尽管微型焊台。图6为装配图。
 

  图 5:无变压器 85-260VAC 至 12VDC-0.2A 电源的 PCB 布局


   图6:PCB板组装图
  测试
  PCB 板已使用直流负载、示波器和热像仪进行了测试。图 7 显示了 PCB 板完全运行 20 分钟(200mA 负载)后的红外热图像。控制器芯片周围的温度(51 至 52 摄氏度),室温为 28 摄氏度。图 8 显示了电源在输出电流(约 60mVp-p)时的输出噪声。如果期望较低的噪声水平,您可以在负载旁边添加一个电解电容器(或并联一个电解电容器和一个陶瓷电容器)。
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