Источник питания мощностью 36.6 Ватт на базе микросхемы TOP267VG семейcтва TOPSwitchTM-JX

Источник питания мощностью 36.6 Ватт на базе микросхемы TOP267VG семейcтва TOPSwitchTM-JX

Краткая спецификация:
Мощность источника питания – 36.6 Вт
Диапазон входного напряжения – 90 – 264 VAC
Выходы: 5V/1.5А и 16V/1.8A
Типовое применение – LCD монитор
Номер документа – DER259

Особенности дизайна:
- Низкопрофильный (высота источника питания всео 12 мм)
- Сверхнизкое энергопотребление в режиме ожидания
< 100 mW при нагрузке 6 mA на выходе 5V и входном напряжении 230 VAC
< 90 mW при нагрузке 5 mA на выходе 5V и входном напряжении 230 VAC
- Сверхнизкое энергопотребление в режиме “без нагрузки”
энергопотребление 55 mW
- Высокий КПД пр иполной нагрузке
> 82% при водном напряжении 90 VAC / 60 Hz
- Низкая температура ключа
<92°C при входном напряжении 90 VAC, 60 Hz, 25°C
<100°C при входном напряжении 90 VAC, 60 Hz, 40°C
- Запас по уровню наведенных ЭМИ > 12 dB
- Интелектуальная защита от перенапряжения по выходу
- Интелектуальная защита от короткого замыкания
- Интелектуальная защита от перегрузки/ перегрева поддерживает температуру PCB на уровне <100°C

Внешний вид печатного узла (макет)

Рис.1 Внешний вид преобразователя (макет)

Спецификация:

Описание

Обозначение

Мин

Норма

Макс

Ед. Изм

Вход

Напряжение

Vin

90

264

VAC

Частота

fline

47

50/60

64

Hz

Энергопотребление на x.x.

<0.1

W

Выход

Выходное напряжение 1

Vout1

4.75

5

5.25

V

Выходная пульсация 1

Vripple1

50

mV

Выходной ток 1

Iout1

0

1.5

A

Выходное напряжение 2

Vout2

13.6

16

18.4

V

Выходная пульсация 2

Vripple2

500

mV

Выходной ток 2

Iout2

0

1.8

A

Выходная мощность

Pout

36.3

W

КПД

n

81

%

Уровень наведенных ЭМИ, безопасность

Соответствует CISPR22B / EN55022B; IEC950, UL1950
Class II

Диапазон рабочих температур

Tamb

0

40

C

Схема источника питания

Рис.2 Схема электрическая принципиальная

Принцип работы :
Источник питания построен на базе микросхемы TOP267VG (U1), представителя семейства TOPSwitch-JX от Power Integrations, совмещающей в себе функции контроллера и силового ключа.
Конденсаторы C1, C2, C3 вместе с дросселями L1 и L4 формируют входной фильтр, подавляющий как дифференциальные, так и синфазные помехи. Диодный мост D10 выпрямляет входное переменное напряжение, которое затем фильтруется конденсаторами С4 и С20.
Микросхема TOP267VG (U1) включает в себя генератор, силовой MOSFET ключ, контроллер силового ключа, схема запуска и защиты. Один вывод силового трансофрматора T1 подключен к конденсатору С4. Второй вывод подключен к стоку U1. Во время открытого состояния ключа, ток в первичной обмотке T1 нарастает. При запирании ключа, индукция рассеяния трансформатора генерирует выброс напряжения на стоке U1. Амплитуда выброса ограничивается двумя цепочками подавления на элементах: D5, R4, VR1, R3 и C5. Рассеяние энергии выброса происходит большей частью в первой цепи VR1 и R4. Вторая цепь R3 и C5 (в параллель с R4 и VR1) предназначена для подавления высокочастотного звона. Резистор R4 определяет пропорции рассеивания между этими двумя цепями. Этот способ был выбран для снижения потерь на цепи подавления при работе в условиях малой нагрузки или без нагрузки.
Диод D8 выпрямляет напряжение канала 5V вторичной обмотки T1. Выходное напряжение фильтруется элементами C13, C23, L3, и C14. Резисторы R12 и R23 и конденсатор С12 подавляют броски напряжения вызванные коммутацией D8. Диоды D7 и D12 выпрямляют напряжение канала 16V. Напряжение фильтруется элементами C10, C21 и L2. Резисторы R8 и R25 и конденсатор С9 подавляют броски напряжения вызванные коммутацией D7 и D12. Для снижения стоимости и сохранения высокой эффективности схемы в качестве D8, D7 и D12 были использованы осевые диоды. Для поддержания одинаковой температуры, все диоды одним концом подключены на общий PCB, рассеивающий температуру.

Вариант PCB для источника питания

Рис.3 Вариант PCB для источника питания

Рабочие характеристики источника питания:

Ниже представлены графики, характеризующие работу источника питания.

Зависимость КПД от входного напряжения

2. Зависимость энергопотребления на холостом ходу от входного питающего напряжения

3. Нестабильность выходного напряжения по нагрузке (канал 5V)

4.Нестабильность выходного напряжения по нагрузке (канал 16V)

5.Тепловые характеристики