【例1-24】 0.6W/12V输出开关电源电路
图1-27所示为采用buck拓扑设计的非隔离12V/50mA输出开关电源电路,该电路符合EN62053-21:2003(在265V AC时小于1W实际功率和小于5VA视在功率)和EMI兼容标准(EN55022B,CISPR-22B),电路保持时间在115/230V AC输入时分别为140/580ms(保持时间是指在交流电源突然失去后把数据读写入非易失性存储器的时间)。在265V AC输入时效率大于60%,空载损耗为0.15W。LinkSwitch-TN器件内集成了700V的MOSFET,增加了浪涌承受力,电路尺寸小,重量轻,并可使用较大型号的LinkSwitch-TN器件升级到更大的输出功率。
图1-27 0.6W/12V输出开关电源电路
LinkSwitch-TN器件利用开/关控制调整输出电压,当流入反馈(FB)引脚的电流超过49μA时,下一个MOSFET开关周期将被禁止。49μA的阈值是在FB引脚电压为1.65V(在整个工作温度范围内为±7%)时被定义的。
交流输入经VD1、VD2、C1、C2、RF1、R1和R2整流和滤波,两个整流管提高了线路的浪涌承受力(2kV)和抑制传导EMI的能力。电阻RF1是保险防火型,R1和R2为防火型,电容C1和C2根据应用中要求的保持时间来确定容量大小。功率处理级由LinkSwitch-TN器件、续流二极管VD3、输出电感L1和输出电容C5构成,VD3和VD4的正向电压降应相等,因此C4两端的电压跟踪输出电压。C4两端的电压通过连接到LNK302器件FB脚的电阻R3和R4分压来检测和调整。选择R3和R4的阻值可在要求的输出电压时,FB脚的电压为1.65V。R5提供一个3.6mA的假负载,只在对空载稳压有要求的应用中才需要。
图1-27所示电路总的输出电压误差为±10%(-20~+85℃环境温度),为了防止噪声耦合和降低EMI,输入滤波元件放置要远离LinkSwitch-TN器件的源极和L1电感。直流输入滤波电容C1和C2放置在交流输入和LNK302器件与L1之间。它们的尺寸大小由最低工作输入电压和所要求的保持时间来决定。
根据输出电压噪声要求选择输出滤波电容C5的ESR,二极管VD3应选用超快型,在环境温度低于或等于+70℃时反向恢复时间大约为75ns。如果环境温度高于+70℃,要使用反向恢复时间大约为35ns的二极管。
反馈二极管VD4可以用低成本慢速二极管替代,如1N400×系列,采用玻璃钝化型二极管可保证有一个明确的反向恢复时间。设计中选用LNK304器件可得到110mA输出电流,但要选择与其相适应的输出电感值。