Импульсный источник питания на ИМС LNK562P

Краткая спецификация:

Входное переменное напряжение, В — 85…265

Выходное постоянное напряжение, В — 7,7

Выходной ток, А — 0,21

Напряжение пробоя, кВ — 10

Потребление на холостом ходу (при Uin=265 В), Вт — <0,220

Выходная мощность, Вт -1,6

Уровень пульсаций, мВ — 400

Средний КПД в активном режиме, % — 61,3

Рабочая температура окружающей среды, °С — 50

Достоинства:

Высокая эффективность, низкая стоимость решения. Замена стандартным линейным адаптерам.

Идеально подходит для питания электронных устройств, включенных в телефонную сеть.

Система энергосбережения EcoSmart удовлетворяет всем существующим стандартам энергосбережения.

Точность параметров ±5%, авторестарт, тепловая защита — позволяют

поддерживать безопасную температуру печатного узла.

Схема защищает себя от КЗ по выходу и обрыва цепи обратной связи.

Соответствует стандартам: EN55022 и CISPR-22.

Соответствует стандартам: IEC61000-4-5 класс 4.

 

Описание работы

Импульсный источник питания на ИМС LNK562PНа рис. 1 приведена схема электрическая принципиальная устройства.

Входная часть

Компоненты С1, С6, L1 и L3 формируют сбалансированный П-образный фильтр. Резистор R5 подавляет наведенные ЭМИ низкой частоты. Благодаря функции Frequency Jitter микросхемы U1 и специального способа намотки трансформатора Т1, этот источник питания не нуждается в Y1 конденсаторе. Это минимизирует аудио шумы в устройствах, подключенных к телефонной линии благодаря тому, что отсутствует путь проникновения частоты питающей сети со входа источника питания на его выход, соответственно в на-, грузку. Данный источник питания полностью удовлетворяет требованиям стандарта EN55022B с запасом более чем в 15 дБ мкВ.

Варистор RV1 совместно с резистором RF1 установлены, чтобы подавлять дифференциальную помеху по сети. Варистор необходим, чтобы соответствовать требованию по прочности дифференциальной помехе в 2 кВ. Если схема будет использоваться в устройстве, где прочность дифференциальной помехе должна составлять только 1 кВ, RV1 можно не устанавливать. Резистор RF1 одновременно является плавким предохранителем источника питания при выходе из строя.

При выборе RF1 необходимо учесть то, что он должен держать не только рабочий ток, но и то, что он должен выдерживать ток при начальном включении ИП в сеть, когда идет заряд накопительных емкостей. Микросхема LinkSwitch-LP Микросхемы семейства LinkSwitch-LP были спроектированы для замены источников питания на сетевых . трансформаторах в сегменте маломощных адаптеров и зарядных устройств. Обратная связь микросхемы LNK562P заводится с резистивно-го делителя напряжения (R1 и R2), при использовании элементов смещения (D3 и СЗ), что значительно снижает стоимость устройства, т.к. в этом случае не используется оптопара.

Устройства на сетевых трансформаторах обычно используют плавкие предохранители, которые защищают устройство в случае перегрузки по мощности. При этом, если предохранитель перегорает, его необходимо заменять, т.е извлекать из сети, открывать и пр. В импульсных источниках питания на дискретных элементах чаще всего используется тепловая защита "с защелкой".

Т.е. в случае сработавшей тепловой защиты, для его перезапуска, источник питания необходимо отключить от сети и вновь включить. В случае микросхем LinkSwitch-LP мы имеем дело с тепловой защитой (работающей по закону гистерезиса) и очень малыми допусками (142°С ± 5%). При срабатывании защиты микросхема автоматически перезапустится, как только температура снизится до безопасного уровня.

Вывод 6 удален из микросхемы для защиты от воздушного пробоя между выводом DRAIN и другими низковольтными выводами. Это повышает надежность работы источника питания при работе в запыленных помещениях и в помещениях с повышенной влажностью. Если в нагрузке случится короткое замыкание, микросхема LinkSwitch-LP по обратной связи отработает аварийную ситуацию и войдет в серию авторестартов, что ограничит максимальную выходную мощность на уровне 12% от максимума. Это защитит как саму микросхему, так и нагрузку от выхода из строя. Микросхемы семейства LinkSwitch-LP самозапитываются через вывод DRAIN. Конденсатор С2, соединенный с выводом BYPASS (BP), предоставляет запас энергии и локальное отсоединение от внутреннего источника питания.

Для того, чтобы снизить потребляемую мощность в режиме холостого хода, возможно запитывание микросхемы током с обмотки смещения. В этой схеме напряжение смещения составляет порядка 14 В и соответственно напряжение на выводе BP — 5,8 В. При номинале R6 100 кОм в вывод BP поступает ток 80 мкА. Если снизить номинал R6 и ток, поступающий в BP, достигнет 220 мкА, потребление источника питания на холостом ходу значительно снизится.

В самом худшем случае потребление источника питания составит 200 мВт при входном напряжении 265 В, что значительно ниже большинства стандартов энергетической эффективности. Кроме этого, в данном дизайне минимизировано выделение тепла, давая источнику питания хорошие КПД, линейные и нагрузочные характеристики.

Обратная связь

Выходное напряжение источника питания регулируется сигналом с первичной части. Напряжение смещения первичной части выпрямляется и фильтруется элементами D3 и СЗ. Индукция рассеяния между выходной обмоткой и обмоткой смещения генерирует ошибку в сигнале обратной связи. Используя стандартный выпрямительный диод, есть возможность более четко отслеживать выходное напряжение генерированием напряжения смещения. Резистор R7 подгружает канал смещения, что дает большую точность сигнала обратной связи.

Делитель напряжения (R1 и R2) дает сигнал на вывод FB микросхемы U1. Номиналы R1 и R2 подобраны так, чтобы напряжение на выводе FB составило 1,69 В и соответственно в вывод FB тек ток 70 мкА.

Семейство микросхем LinkSwitch-LP использует релейный режим работы (вкл/выкл). Во время работы в режиме постоянного напряжения-рабочие циклы начинают пропускаться, когда ток вывода FB превышает 70 мкА. При снижении выходной нагрузки пропускается больше рабочих циклов. При увеличении нагрузки соответственно уменьшается число пропущенных рабочих циклов. В результате средняя рабочая частота переключений микросхемы варьируется в зависимости от мощности нагрузки. Когда нагрузка на выходе достигает своего максимума, пропущенных рабочих циклов не остается. Если нагрузка превышает максимально допустимую, выходное напряжение начинает падать.

Так как падает выходное напряжение, напряжение на выводе FB соответственно тоже падает и микросхема линейно снижает рабочую частоту. Это предотвращает дальнейший рост выходного тока. Как только напряжение на выводе FB упадет ниже 0,8 В более чем на 100 мс, микросхема входит в режим авторестарт. В этом режиме микросхема запускает преобразование на 100 мс. Если в это время напряжение на FB не превысит 0,8 В, преобразование Прекращается на 100 мс. В таком режиме работы микросхема работает на 12% рабочего цикла, до тех пор, пока авария не будет устранена. Это защищает как источник питания, так и нагрузку. Выходной выпрямитель Напряжение со вторичной обмотки трансформатора выпрямляется диодом D6 и конденсатором С4. Подгрузочный резистор R4 ограничивает напряжение во время работы на холостом ходу. В этой схеме используется Fast диод D4 для снижения стоимости и уровня ЭМИ


Еще интересно почитать:




Добавить комментарий