Высокоэффективный преобразователь 18W на микросхеме TOP254EN с уменьшенным типоразмером трансформатора.

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:

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

1. Зависимость КПД от входного напряжения

1. Зависимость КПД от нагрузки

1. Энергопотребление в режиме “без нагрузки” в зависимости от входного напряжения

Бандура Геннадий
Макро Групп