隔離式 DC-DC 反激式開關(guān)電源
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-10-09 16:55:29 | 927 次閱讀
變壓器的鐵氧體磁芯為EEL19,控制器芯片為Power Integrations TNY278。電源的估計效率約為 71%,開關(guān)頻率為 137KHz。變壓器初級繞組的電感為700uH,漏感估計在20uH左右。初級輸出的反射電壓約為 78V。除了通過輸入直流線路串聯(lián)的兩個簡單電阻之外,控制器芯片不需要通過變壓器上的輔助繞組提供任何電源?! D1顯示了電源的原理圖設(shè)計。簡單瀏覽一下原理圖即可發(fā)現(xiàn)該電路考慮了多個電源設(shè)計因素,例如輸出整流二極管上的 RC 緩沖器。

圖1:AC轉(zhuǎn)12V DC雙反激電源原理圖
該電路的核心是TNY287PG芯片。根據(jù)數(shù)據(jù)表:“Tiny-Switch-III 將高壓功率 MOSFET 開關(guān)與電源控制器結(jié)合在一個設(shè)備中。與傳統(tǒng)的 PWM(脈寬調(diào)制器)控制器不同,它使用簡單的開/關(guān)控制來調(diào)節(jié)輸出電壓。該控制器由振蕩器、使能電路(感測和邏輯)、限流狀態(tài)機(jī)、5.85 V 穩(wěn)壓器、BYPASS/MULTI-FUNCTION 引腳欠壓、過壓電路和限流選擇電路、過溫保護(hù)、限流電路、前沿消隱和 700 V 功率 MOSFET。 Tiny-Switch-III 集成了用于線路欠壓檢測、自動重啟、自適應(yīng)開關(guān)周期導(dǎo)通時間延長和頻率抖動的附加電路。 Tiny-Switch-III 集成了 700 V 功率 MOSFET、振蕩器、高壓開關(guān)電流源、電流限制(用戶可選)和熱關(guān)斷電路。該 IC 系列采用開/關(guān)控制方案,提供設(shè)計靈活的解決方案,具有較低的系統(tǒng)成本和擴(kuò)展的功率能力?!薄?br> F1 是 1.25A 普通玻璃保險絲,但 1A 保險絲也能正常工作。 R1 和 R2 降低直流線路電壓,為控制器芯片 U1 提供初始啟動/工作電流。使用兩個普通的 1M 電阻代替 R1 和 R2 的 1.13M-1% 應(yīng)該沒問題。串聯(lián)使用兩個電阻器是在高壓應(yīng)用中使用廉價電阻器的常見技術(shù),因為輸入電壓被分壓并保持遠(yuǎn)低于每個電阻器的電壓限制,否則,必須使用更大、更小的 0.5W 或 1W 電阻器。價格昂貴,有時更難找到。 C1是輸入電容,用于降低噪聲并增強(qiáng)轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定性。如有必要,您可以增加電容器的值。
D1和VR1屬于緩沖電路,用于抑制初級繞組的高壓尖峰,以保護(hù)控制器內(nèi)部MOSFET免受高壓瞬變的影響。 D1是400V快速二極管(Trr=200nS),VR1是100V TVS二極管。您不必使用所提到的確切部件號;任何具有類似特性的二極管都可以完成這項工作。例如,您可以使用速度更快的 UF4004 … UF4007 二極管來代替 D1(Trr=50nS 至 75nS)??刂破餍酒袷幤鞑捎玫碾娐窌肷倭款l率抖動(通常為 8 kHz 峰峰值),以最大程度地減少 EMI 輻射。頻率抖動的調(diào)制速率設(shè)置為 1 kHz,以優(yōu)化平均和準(zhǔn)峰值發(fā)射的 EMI 降低。
T1是EEL19鐵氧體磁芯變壓器。您可以為該磁芯選擇任何骨架(建議使用 5+5 骨架),但纏繞方式、導(dǎo)線厚度和方向應(yīng)遵循圖 2。
圖 2:變壓器、電線厚度和纏繞方向變壓器參數(shù)如下:
鐵氧體磁芯:EEL-19(材料3F3)
初級電感:700uH
初級漏感(估計):20uH
開關(guān)頻率:137KHz
反射輸出電壓(估計):78V
間隙尺寸(估計):0.2mm
這是纏繞變壓器的最簡單方法:通過順時針或逆時針纏繞初級線圈來開始該過程。然后將鐵氧體磁芯放置到位(在骨架中),并使用 LCR 表測量初級繞組的電感。如果您的LCR表可以選擇測量頻率,則最佳測量頻率為137KHz(控制器的開關(guān)頻率),否則,將其設(shè)置為100KHz。研磨鐵氧體磁芯的中腿(圖 3)并測量初級繞組的電感,直到讀數(shù)接近 700uH。小容差是可以接受的,不會引起問題(+/-20uH 容差)。
圖 3:鐵氧體磁芯中柱的間隙D2 和 D3 是肖特基二極管,用于整流高頻輸出脈沖,R3-C4 和 R4-C5 是低壓 RC 緩沖器,用于抑制振鈴尖峰。 RTN 表示兩個輸出的公共接地節(jié)點,因為它們共享公共接地。 C6、L1、C7; C8、L2 和 C9 是 Pi 濾波器,用于降噪和輸出穩(wěn)定。該電源的輸出調(diào)節(jié)基于 TL431 并聯(lián)穩(wěn)壓器 (U3),而不是齊納二極管。 U2 為控制器提供了一條電流隔離路徑,以通過 EN/UV 引腳感測輸出電壓并修改 PWM 脈沖的占空比。類似的零件編號(例如著名的 PC817)可以用來代替 U2。 R7和R8可以用更容易找到的4.7K-1%電阻代替。
圖 4 顯示了后續(xù)PCB布局。布局建議如下: 從漏極引腳到變壓器的走線必須盡可能短。最大化源極引腳的銅面積是更好地促進(jìn)控制器散熱的良好做法。噪聲走線必須遠(yuǎn)離 EN/UV 引腳。旁路電容 (C3) 應(yīng)靠近 BP/M 引腳。緩沖器(鉗位)電路應(yīng)盡可能靠近變壓器,并且環(huán)路面積應(yīng)最小化。 Y 電容的走線必須盡可能短,一側(cè)應(yīng)連接到 +VDC,以獲得更好的浪涌保護(hù)。次級(肖特基二極管和相鄰的接地電容器)的環(huán)路面積應(yīng)最小化。

圖 4:電源 PCB 布局建議

圖 5:BOM。
版權(quán)與免責(zé)聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫電子市場網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫電子市場網(wǎng),轉(zhuǎn)載請必須注明維庫電子市場網(wǎng),http://www.hbjingang.com,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。













