В данной статье рассмотрим высокоэффективный преобразователь 18W на микросхеме TOP254EN с уменьшенным типоразмером трансформатора
Описание работы:
Схема собрана на микросхеме TOP245EN в обратноходовой топологии. Схема компактна, работает от универсального диапазона входного напряжения, обладает высокой энергетической эффективностью.
Краткая спецификация:
Диапазон входного напряжения – 90 … 265 VAC
Выходное напряжение – 12V
Выходной ток – 1.5 A
Применение – зарядно-питающее устройство
Номер оригинального документа – DER-234
Особенности схемы:
- Малое число компонентов
- Очень низкое энергопотребление в режиме “без нагрузки” (<150mW при 230VAC)
- Высокий КПД в активном режиме
- Высокая энергетическая эффективность в режимах standby и sleep
- Интеллектуальная тепловая защита с авто-восстановлением
- Используется низкопрофильный корпус Power Integrations – eSIP
Внешний вид преобразователя:
Рис.1 Внешний вид преобразователя
Спецификация:
Описание
|
Обозначение
|
Мин
|
Норма
|
Макс
|
Ед. Изм
|
Вход
Напряжение
Частота
Потребление х.х
|
Vin
fline
|
90
47
|
50/60
|
265
64
0.15
|
VAC
Hz
W
|
Выход
Напряжение
Пульсация
Ток
Мощность
|
Vout
Vripple
Iout
Pout
|
|
12
|
120
1.5
18
|
V
mV
A
W
|
КПД
При полной нагрузке
Средний (25,50,75,100% от Pout)
|
n
nes2.0
|
80
80
|
|
|
%
%
|
Стандарты
ЭМИ
Безопасность
|
CISPR22B / EN55022B
IEC950 / UL1950 Class II
|
Диапазон рабочих температур
|
Tamb
|
0
|
25
|
40
|
С
|
Схема преобразователя:

Рис.2 Схема преобразователя
Описание работы:
Схема на рис.1 основана на микросхеме TOP245EN в обратноходовой топологии. Схема компактна, работает от универсального диапазона входного напряжения, обладает высокой энергетической эффективностью.
Входной каскад
Вставка плавкая F1 защищает схему от критических поломок и в их случае изолирует источник входного переменного напряжения. Входное переменное напряжение выпрямляется диодами D1 – D4. Емкости С1 и С2 фильтруют выпрямленное напряжение. Кроме фильтрации С1 и L1 формируют фильтр для подваления дифференциальных ЭМИ. Дроссель L1 фильтрует синфазные ЭМИ. Эти фильтры позволяют не применять в схеме X конденсаторы и связанные с ними резисторы для увеличения энергетической эффективности.
TOPSwitch
Схема основана на микросхеме TOP245EN, которая включает в себя высоковольтный силовой MOSFET ключ и ШИМ контроллер.
Работа на частоте 132KHz позволяет уменьшить габариты моточных изделий (позволяет использовать трансформатор типоразмера EE19 вместо EE22, который был бы необходим при работе на частоте 66 KHz) и увеличивает КПД. Кроме того, работа на высокой частоте никак не сказывается на уровне ЭМИ, так как в микросхемах Power Integrations применена технология снижения ЭМИ – Frequency Jitter.
Выходной каскад
Для того чтобы получить максимальный КПД и минимальную стоимость был использован сдвоенный диод Шоттки (5А, 100V). Выпрямленное напряжение фильтруется емкостями С11 и С12. Цепочка R11 и С14 используется для подавления высокочастотного звона. Номиналы этих компонентов были выбраны минимальными для того, чтобы одновременно подавлять высокочастотный звон, и минимизировать рассеивание мощности в режиме “без нагрузки”. Дроссель L2 и С13 формируют выходной фильтр для подавления пульсаций и помех.
Тепловая защита
Микросхема U1 обладает встроенной тепловой защитой. Как только температура перехода достигает 142С, U1 отключается. Как только температура достигнет 75С, микросхема автоматически включается.
Печатный узел:

Рис.3 Вариант разводки печатного узла
Трансформатор:
Схема электрическая

Схема построения

Медная пластина

Рабочие характеристики преобразователя
-
Зависимость КПД от входного напряжения

-
Зависимость КПД от нагрузки

-
Энергопотребление в режиме “без нагрузки” в зависимости от входного напряжения

Бандура Геннадий
Макро Групп