【应用】基于INN2005K离线反激式开关IC的20W高效率电源设计方案，平均效率大于90%

时间： 2019-01-28 来源：Power Integrations

技术问答

Power Integrations（简称PI）公司推出的InnoSwitch-CH 离线反激式开关IC，在一个器件上集成了一个高压功率MOSFET开关以及初级侧和次级侧控制器，其反馈设计采用专有的FluxLink耦合方案，极大地简化了低压高电流电源的开发和制造，尤其是那些采用紧凑外壳或需要满足高效率要求的电源。本文主要介绍InnoSwitch-CH中的INN2005K在20W高效率电源中的应用。

INN2005K离线反激式开关IC采用符合安规的具有高爬电距离的eSOP-R16B封装，基于 INN2005K设计的这个20W高效率电源，可在85～264VAC的输入电压下工作，输出电压和电流分别为5.1V、4A。该电源的集成度高，因此功率密度和效率也高，可用在USB适配器中。

图1 eSOP封装的外观图

图2 基于INN2005K设计的20W高效率电源的PCB图

图3是该20W高效率电源的电路图，用U1代表INN2005K，它的引脚有初级旁路（BPP）引脚、源极（S）引脚、漏极（D）引脚、正激（FWD）引脚、同步整流驱动（SR/P）引脚、输出电压（VO）引脚、次级旁路（BPS）引脚、次级接地（GND）引脚、反馈（FB）引脚和ISENSE（IS）引脚。变压器T1初级绕组的一端连接DC总线，另一端连接U1内的650V功率MOSFET的漏极连接点（即U1的D引脚）。D1、R1、R2和C3组成低成本RCD箝位电路，可在MOSFET关断的一瞬间立即控制U1的峰值漏极电压。

图3 基于INN2005K设计的20W高效率电源的电路图

U1具有自启动功能，首次AC上电时，它使用内部高压电流源对BPP引脚电容（C4）进行充电。正常工作期间，初级侧控制器从变压器T1的辅助绕组获得供电，辅助绕组的输出由D2和C5进行整流和滤波后，再供给BPP引脚，R3用于限制提供给BPP引脚的电流，R11和C14可降低D2上的振铃产生的辐射EMI。初级侧的过压保护功能通过齐纳二极管VR1来实现，在输出过压的情况下，辅助绕组的输出电压升高，使VR1导通，从而触发U1的初级侧过压保护锁存功能。

U1的次级侧控制器提供输出电压检测、输出电流检测并提供驱动给同步整流（SR）的MOSFET。Q1和Q2的栅极由U1内的次级侧控制器根据馈入FWD引脚的绕组电压（经R4检测）进行导通控制。在连续导通模式下，功率MOSFET会在次级侧向初级侧请求新开关周期指令之前关断。在非连续导通模式下，功率MOSFET会在MOSFET两端的压降低于某一阈值（V_SR(TH)）时关断。初级侧MOSFET的次级侧控制可避免两个SR MOSFET可能发生的交越导通，提供极为可靠的同步整流工作。MOSFET的驱动信号由SR/P引脚输出。

U1的次级侧可由次级绕组正向电压或输出电压自行供电，输出电压通过VO引脚给U1供电，并通过R4和内部稳压器对C7充电，当检测到输出电压低于3V时，电源会进入自动重启动模式。输出电压由电阻分压器R8和R6进行检测，当输出电压为设定的额定电压时，FB引脚的电压将达到内部参考电压（1.265V）。C15和R14组成反馈补偿网络，C8可提供高频噪声去耦，确保电源的稳定工作。

基于INN2005K设计的20W高效率电源具有如下特征：

1、INN2005K集成了FluxLink技术以及带有HIPOT隔离保护的反馈链路

2、INN2005K集成了同步整流驱动器，可提高效率

3、平均效率大于90%

4、10%负载时的效率大于83%

5、能效达到DoE 6级水平，符合CoC V5 2016标准

6、简单的初级侧调整所形成的次级侧控制的优点：

（1）输出电压调整率为3%

（2）对变压器的变化不敏感

（3）瞬态响应速度极快

（4）输出电容尺寸更小、成本更低

（5）空载输入功率小于15mW

7、具有初级侧输出过压保护（OVP），无需光耦器提供故障保护

8、具有精确的迟滞热关断保护

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设计经验发布时间 : 2018-07-28

Moisture Sensitivity Level (MSL) Packaging Information

型号- 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

封装信息/封装结构图 - PI - Revision 4.9 - April 6, 2021 PDF 英文下载查看更多版本

Moisture Sensitivity Level (MSL) Packaging Information

型号- 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

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Moisture Sensitivity Level (MSL) Packaging Information

型号- LNK613DG-TL1,DPA425PN,LYT0006D,TNY380GN,LNK586GG-TL,TOP102YN,TNY284KG,TNY275PG,INN2025K,TNY275PN,TOP414GN,LNK576DG,LYT0005P,LQA30T200C,LYT4X14E,TOP262LN,TOP257YN,LYT4X27E,LQA20B300C,LNK562DN-TL,TOP254GN-TL,TNY286PG,LYT0005D,DPA426R-TL,LYT0004P,LYT4XLLE,LYT4X15E,TOP222YN,LYT4X28E,LQA40B200C,SEN012DG,LQA30B150C,CAP013DG,TOP269KG-TL,LNK460VG,LYT0004D,TOP260EN,INN2023K,TNY253PN,TOP242PN,TOP271EG,LYT4X25E,LNK417E/L,LYT4X12E,TOP268VG,LNK456DG,CAP002DG,LXA10FP600,TFS762HG,TNY264PG,LCS701LG,TNY264PN,INN2024K,LYT0002P,CAP006DG-TL,TOP253PN,PFS708EG,LYT4X13E,LYT4X26E,TOP200YN,TOP244R-TL,LYT1402D,TOP253PG,TOP246YN,TNY375PN,LNK616GG-TL,TOP412GN,TNY277PG,LYT0002D,TNY286KG,LYT1403D,TOP243R-TL,LYT4X18E,TNY277PN,TOP260LN,TOP255YN,TOP260LG,TOP271KG,DPA423GN,TNY288PG,TNY375DG-TL,LNK405E/L,LQA12B300C,TOP209PN,LYT1404D,LNK302DN-TL,TOP266VG,TNY289KG-TL,CAP015DG,LNK362DG-TL,DPA425R-TL,INN2003K,TOP264KG-TL3,TNY255PN,TNY380GN-TL,LYT4X16E,SID1183K,TOP233YN,PKS605YN,LNK606DG,LCS701HG,LCS703LG,TNY286DG-TL,LNK362PN,CAP004DG,TNY266PG,TFS764HG,INN2004K,PFS706EG,INN2005K,TNY266PN,LYT4X17E,QH05TZ600,LXA08FP600,SID1182K,TOP244YN,CAP200DG,LNK563DG-TL,LNK304DG-TL,INN3264C,TOP242R-TL,TNY267GN-TL,LNK501GN,LNK603DG-TL,LNK6XX3E,LNK415E/L,LNK305GN,LNK6446D,LNK585GG-TL,LNK362PG,INN3265C,LNK564DG-TL,DPA425GN,LYT6077C,PFS728EG,LNK501GN-TL,TOPIOOYN,LXA08T600C,LNK606GG,TNY380PN,LNK302DG-TL,TOP264VG,LNK6XX4V,CAP017DG,LNK6XX4K,TNY378GN-TL,PKS606FN,LNK6XX5E,TNY265GN-TL,TOP245GN-TL,LNK6448E,LNK6424D,TNY287DG-TL,LNK563DN-TL,PFS7533H,DPA424R-TL,LNK604DG,TOP249FN,LNK364PN,CAP006DG,LCS703HG,LNK6XX3K,LNK6448K,LNK403E/L,LYT6075C,PFS704EG,LNK6XX4E,LNK305DG,LNK6425D,PFS7534H,TOP255GN-TL,DPA422GN-TL,LNK305DN,LQA10N200C,TOP242YN,LNK6XX3V,LNK615DG,LNK6XX6V,LNK353PN,INN3268C,INN3377C,CAP014DG-TL,TNY275GN-TL,LNK6XX6K,TOP269EG,TNY280GN,LNK460KG,CAP200DG-TL,LNK6426D,LNK6XX7E,LNK364PG,PFS7535H,LNK626DG,LNK626DG-TL,TOP270KG-TL,LNK6XX5V,TNY284PG,INN2904K,LNK586DG-TL,TOP258GN,LNK6XX5K,LNK6XX6E,PFS726EG,LNK6427K,LNK6427D,LXA16T600C,PFS7536H,INN3375C,INN3266C,LNK6XX8V,LNK562GN-TL,TOP222GN-TL,CAP019DG,LNK6XX8K,TFS757HG,LNK6428K,LNK6XX9K,LNK413E/L,LNK6428E,LNK6404D,LNK6XX9E,PFS7537H,QH08BZ600,LNK6XX7V,TNY290KG-TL,TOP247FN,LCS705HG,TOP258EN,INN3267C,INN3376C,CAP008DG,PFS713EG,LNK6XX7K,TOP258EG,DPA423R-TL,LNK6405D,LNK6XX8E,LYT0006P,LNK613DG,LNK562PN,PFS7623L,PFS7538H,PFS7623H,LNK562PG,TNY290PG,LYT5218D,TNY375DG,LNK604DG-TL,TOP267EG,TOP245GN,LNK362GN,LNK364GN-TL,LQA20T300C,TNY268GN-TL,LNK624DG,LNK6406D,PFS7527H,PFS7636H,TOP260YN,DPA423GN-TL,LNK6XX9V,LYT0004D-TL,TOP210GN,TOP256GN,PFS712EG,TOP269KG,LNK6407K,TNY284KG-TL,PFS7528H,CHY103DG,TNY288DG,TOP258LG,LNK6407D,TNY255GN,LNK606PG,LYT7504D,LNK500GN-TL,TNY264GN-TL,CAP016DG-TL,PFS723EG,TOP223GN,LNK6408K,PFS7529H,LNK6408E,LQA60A300C,TNY268GN,TOP271VG,LXA06T600,TNY288KG-TL,LNK362DG,TNY377GN,TOP256EN,TOP256EG,TOP245FN,LNK457VG,TOP234GN,LNK362DN,LNK564PN,LNK304DN-TL,LNK564PG,TNY279GN,LNK363DG-TL,LXA03D530,INN3163C,PKS605FN,TOP243GN,LNK364GN,INN2604K,INN3162C,INN3164C,PFS710EG,LNK353GN,TOP254GN,TOP258PN,TOP256LG,INN2605K,TOP267KG,TOP258PG,LNK604PG,TOP221GN,LQA30A300C,SEN012DG-TL,TOP258LN,TOP254EG,TOP258MG,LNK584GG,LXA12T600C,SEN013DG-TL,CAP007DG-TL,LNK615PG,LNK4013S,TNY290KG,TOP232GN,LNK364DG,TOP254EN,TNY379GN,TOP258MN,TOP243FN,LNK364DN,LNK4014D,TOP265EG,INN2603K,LQA10T300,LNK520PN,CAP017DG-TL,LQZ10T150C,LXA08B600,LNK410E/L,TOP244GN-TL,TNY377PN,LNK4012S,LNK626PG,TOP250R-TL,LYT0002D-TL,LNK520GN-TL,LXA08T600,TNY288KG,TNY279PG,LNK562GN,TNY279PN,LNK4013D,TOP245PN,LQA08TC600,LNK563GN-TL,LNK302PN,TOP252GN,LYT1602D,TNY284DG,TOP210PN,TOP256PN,LNK584DG,TOP265KG,LNK409E/L,TOP256PG,PKS603PN,TOP203YN,TOP249YN,LNK562DG-TL,CAP003DG-TL,TOP256LN,TOP252EG,LYT1603D,TOP256MN,TOP256MG,LNK586GG,TOP223PN,PKS607YN,TNY264GN,TNY274GN-TL,LNK420E/L,LNK613PG,LNK306DG-TL,LNK562DN,TOP252EN,TNY268PN,LYT1604D,LNK562DG,TOP234PN,TNY275GN,TOP227YN,LYT33X5D,TNY379PN,LNK419E/L,TOP250FN,LNK624PG,TOP261EN,LNK564GN,TOP243PN,LYT33X6D,TOP269VG,LYT33X4D,LYT7503D,LNK304PN,CAP013DG-TL,TOP221GN-TL,LNK586DG,LNK500PN,TNY286DG,TOP254PN,LNK457KG,TNY253GN,TOP268KG-TL,TOP201YN,TOP247YN,DPA423PN,TOP254PG,LNK3604P,PKS605PN,LNK585DG-TL,LYT5216D,TOP103YN,TOP221PN,TNY379GN-TL,TOP254MN,TNY266GN,LQA05TC600,TOP254MG,TOP271KG-TL,LNK363DN-TL,LXA20T600,LYT33X8D,TOP214YN,TNY375GN,LNK407E/L,LNK564DN,TOP232PN,LNK564DG,TOP414GN-TL,LNK3604G,TFS760HG,LNK3604D,TOP261EG,TNY277GN,TOP225YN,INN3672C,TOP267VG,CAP014DG,LNK406E/L,LNK520GN,LQA06T300,TNY286KG-TL,LQA30T300,PKS604YN,TOP270EG,TOP242GN-TL,TOP234YN,LNK564GN-TL,TNY263PG,CAP003DG,CAP018DG-TL,INN3673C,TNY256YN,TFS763HG,LCS700LG,TNY263PN,LNK306PN,TNY254GN-TL,LNK304GN-TL,TOP252PN,TOP245YN,TOP252PG,INN3367C,LNK362GN-TL,TOP258GN-TL,TOP101YN,TNY276PG,LNK454DG-TL,TNY285KG,LNK364DN-TL,LNK584DG-TL,TNY276PN,LNK302GN,TOP252MN,LYT4X24E,TOP252MG,TOP258YN,LXA10T600,INN3368C,TNY287PG,DPA425GN-TL,TOP223YN,SEN013DG,DPA424PN,LNK457DG,TOP265VG,TOP233GN-TL,CAP016DG,INN3676C,TNY375GN-TL,LNK458KG-TL,TNY254PN,TNY376GN-TL,TOP234GN-TL,PKS606YN,TOP232YN,LCS700HG,LCS702LG,CAP005DG,INN

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InnoSwitch™4-CZ 和 ClampZero

型号- INN4074C,CPZ1061M,INN4075C,INN4073C,CPZ1062M

商品及供应商介绍 - PI - 2022/6/1 PDF 中文下载

InnoSwitch3-Pro Family Digitally Controllable Off-Line CV/CC QR Flyback Switcher IC with Integrated High-Voltage Switch, Synchronous Rectification and FluxLink Feedback

型号- INN3375C,INN33X5C,INNOSWITCH3-PRO,INN3368C,INN3379C,INN3367C,INN3378C,INN3366C,INN3377C,INN3370,INN3365C,INN3376C,INN33X8C,INNOSWITCH3-PRO FAMILY,INN3370C,INN3365C-H302-TL

数据手册 - PI - Rev. P - 04/22 PDF 英文下载查看更多版本

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新产品发布时间 : 2017-09-22

45 W Multi Output Flyback Converter with Two CV and One CC Using InnoMux™ IMX111U and InnoSwitch™3-MX INN3468C

型号- Z4DGP408L-HF,DST5200,ED120/2DS,EKZE160ELL681MH20D,ERJ-8ENF2004V,ECA-0JHG102,ERJ-6ENF6041V,VS-8TQ100-M3,CL31A226KAHNNNE,440LD10-R,FG24X7R1H225KRT06,RNU1J560MDN1PH,ERJ-6ENF3241V,ERJ-6GEYJ104V,ERJ-6ENF1002V,B82731M2132A030,ECQ-U2A334ML,C0805C225M8RACTU,8020 000100,CGA4J2X7R1E474K125AA,08051C101JAT2A,ERJ-6ENF2942V,CL21B474KBFVPNE,ERJ-6GEYJ124V,EKZE630EC3121MH20D,CC1206KRX7R9BB472,INNOMUX,37212000411,SI4154DY-T1-GE3,RL80J102MDN1KX,ERJ-6ENF10R0V,K104K15X7RF5TH5,ERJ-8GEYJ393V,INN3468C,ERJ-8ENF10R0V,ERJ-6ENF4991V,BAT46W-TP,ERJ-8ENF1963V,B65814C1512T001,INNOSWITCH,EKMX401ELL101ML40S,18R103C,IMX111U,C3216X7R2J222K,DF1B-4P-2.5DSA(01),CC0805KRX7R8BB224,SC-02-10GS,MMSZ5246B-7-F,DF1B-6P-2.5DSA(01),BYV26C,V275LA10P,RNE1C471MDN1,ERJ-6ENF47R0V,MMSZ5252BT1G,SQJA62EP-T1_GE3,VJ1206Y104KXCAT

应用笔记或设计指南 - PI - Revision 3.2 - August 12, 2021 PDF 英文下载

【经验】开关电源中CCM和DCM模式该如何选择？

PI开关电源芯片LinkSwitch-TN2，该产品系列支持降压式、降压-升压式和反激式变换器拓扑结构。该系列产品可满足各种工作模式下的电路设计，其高度集成的芯片使得外围电路设计变得非常简洁，即使工作在CCM工作模式下也无需复杂的反馈环路设计。

设计经验发布时间 : 2018-04-09

Power Integrations（PI）SC1933C/SC1936C 反激开关IC 数据手册

描述- Off-Line CV/CC QR Flyback Switcher IC with Integrated Primary Switch, Synchronous Rectification and FluxLink Feedback.

型号- SC1933C,SC1936C

数据手册 - PI - Rev.C - 2019年2月 PDF 英文下载

65 W Isolated Flyback Power Supply Using InnoSwitch™3-EP PowiGaN™ INN3679C-H606 and MinE-CAP™ MIN1072M

型号- DFLR1800-7,ERJ-8GEYJ240V,299-1M-RC,INNOSWITCH3-EP,MINE-CAP,BAV19WS-7-F,ERJ-3GEYJ470V,CGA3E1X7R1E105K080AE,C0402C102K5RACTU,EWH2CM330F16OT,UVR1V220MDD6TP,440LD10-R,GRM21BR61E226ME44L,INN3679C-H606,RLB0914-470KL,R46KF310000P1M,LMK212B7475KGHT,ERJ-2RKF1693X,ERJ-8GEYJ100V,SPZ1EM821F16O00RAXXX,MIN1072M,CRF0805-FZ-R009ELF,ERK2G9220F16OTO,ERJ-8GEYJ205V,Z4DGP406L-HF,CF18JT1M80,BAV20WS-7-F,C1206C102KBRACTU,GRM188R71A225KE15D,AON6220,ERJ-3GEYJ302V,ERJ-2RKF1152X,06032C102KAT2A,ERJ-8GEYJ474V,ERJ-8GEYJ395V,507-1181

应用笔记或设计指南 - PI - Revision 1.0 - March 25, 2021 PDF 英文下载

【经验】反激式开关电源的变压器该如何设计？

PI Topswitch-JX系列集成反激离线式开关IC，高度集成化设计使得外围电路设计简单易行；内置725V的高压MOS模块和全功能的多模块控制器，满足85V-265V的宽电压输入范围；负载功率范围10W-245W

设计经验发布时间 : 2018-02-27

【经验】离线式开关IC LNK364PN助力非隔离式电磁炉用辅助电源低成本应用方案

本文讲述Power Intagrations推出的LinkSwitch-XT系列离线式开关IC LNK364PN在非隔离式电磁炉用辅助电源中的应用。输入电压为185 – 265 VAC，输出电压为5 V, 100 mA / 18 V, 300 mA，采用反激式拓扑结构。

设计经验发布时间 : 2018-12-07

60 W Isolated StackFET™ Flyback Power Supply Using InnoSwitch™3-EP Powi-GaN™ INN3679C-H606 and MinE-CAP™ MIN1072M

型号- ERJ-8GEYJ165V,SMAJ400A,SPF1VM102G18O00RAXXX,CFR-25JB-10R,ERJ-8GEYJ105V,C1608X7R1V105K080AE,BFC233810104,C1206C220KDGACTU,ERJ-14YJ8R2U,CF18JT1M30,ERJ-3GEYJ470V,C0402C102K5RACTU,Z4DGP410L-HF,ERJ-3GEYJ472V,ERJ-3EKF2002V,440LD10-R,INN3679C-H606,SM4007PL-TP,ERJ-3GEYJ101V,UVR1H220MDD1TD,LMK212B7475KGHT,RST 5,ERJ-2RKF1003X,MIN1072M,C0805C225M8RACTU,ERK2G9220F16OTO,ERJ-2RKF5621X,ERJ-8GEYJ106V,MMSZ5246B-7-F,C2012X5R1V106K085AC,V14E440P1,7447480221,299-1.6M-RC,C0805C102KCRACTU,CRCW121020R0JNEA,BAV20WS-7-F,AON6220,UCY2D820MHD9TO,STD15N50M2AG,KRL1220E-M-R012-F-T5,06032C102KAT2A,BZG03C200-M3-08,ERJ-8GEYJ474V,ERJ-8GEYJ395V

应用笔记或设计指南 - PI - Revision 1.0 - September 15, 2021 PDF 英文下载

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现货市场

INN2005K

品牌：PI

品类：集成电路

价格：￥5.6862

现货：18

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SC1548C-HC32-TL

品牌：PI

品类：混合IC

价格：￥4.3300

现货：10,695

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LNK3205D-TL

品牌：PI

品类：集成电路

价格：￥3.0000

现货：5,000

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SC1142D0-TL

品牌：PI

品类：集成电路

价格：￥1.7561

现货：5,000

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INN2214K

品牌：PI

品类：集成电路

价格：￥5.5190

现货：3,840

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