【应用】基于LinkSwitch-3开关IC的8.4W电源高集成度、高功率密度和高效率方案
LinkSwitch-3是POWER INTEGRATIONS公司推出的适用于适配器和充电器的高能效、精确初级侧调节的恒压/恒流开关IC。本文主要介绍了如何使用LinkSwitch-3系列的LNK6407D恒压/恒流开关IC设计高集成度、高功率密度和高效率的电源模块。
设计要点
本设计的设计目标是使用LNK6407D开关IC设计一款恒定输出8.4W的电源模块，在满足DoE Level VI和COC5 Tier 2标准下，通过优化变压器设计、有源器件和滤波器元件以及偏置电压来提高输出效率。电路图如下图所示：
本电路主要分为3部分，分别是输入EMI滤波电路，初级LNK6407D电路，输出电路。
输入EMI滤波
保险丝F1可防止主要部件因电流过大而被击穿。由于输入电容C1和C2的阻抗较低，热敏电阻RT1可有效减少电源连接到输入交流电源时的浪涌电流。桥式整流器BR1对交流电压进行整流，并可在输入电容C1和C2上输出全波整流直流电压。电容器C1和C2提与L1和L2一起形成π滤波器，可以衰减差模EMI。
初级LNK6407D电路
LNK6407D开关IC器件（U1）在单个IC上集成了电源开关器件，振荡器，CV/CC控制引擎以及启动和保护功能。集成的可承受725V电压的功率MOSFET可在通用交流输入应用中提供足够的电压余量。LNK6407D开关IC由旁路引脚和去耦电容器C5通过偏置电路R1，R2，D2，C4和变压器T1的偏置绕组供电。电阻器R1有助于抑制偏置绕组电压上的信号振铃。电阻R2可以限制旁路引脚电流。经整流和滤波的输入电压施加到变压器T1初级绕组的一端。T1初级绕组的另一侧由U1的内部MOSFET驱动。
输出电路
变压器T1次级电压由肖特基势垒型二极管D1整流，并由低ESR输出电容器C3滤波。添加了使用L3和C8的后置滤波器，以改善输出连接器处的电压峰峰值纹波。这样可以稳定输出信号。LNK6407D使用用于CV调节的ON/OFF控制和用于CC调节的频率控制来调节输出。输出电压由变压器T1上的反馈绕组检测。R3和R4使用标准1％容差电阻来选择，以使标称输出电压和恒定电流调节阈值居中。反馈引脚上的电阻R10和电容C10改善了瞬态响应和输出电压纹波。当输出端空载时，电阻R8提供最小负载以维持输出调节。
设计实物图如下图所示：
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