【应用】基于LNK3206D离线式开关电源IC 的4.75W双路输出电源设计方案

时间： 2019-01-24 来源：Power Integrations

技术问答

Power Integrations（简称PI）公司推出的LinkSwitch-TN2 离线式开关电源IC，在一个器件上集成了一个高压功率MOSFET开关及一个电源控制器。与传统的线性或阻容降压式方案控制器不同，LinkSwitch-TN2使用简单的开/关控制方式来调节输出电压，可实现高能效、低元件数的电源设计。本文主要介绍LinkSwitch-TN2中的LNK3206D在4.75W双路输出电源中的应用。

LNK3206D离线式开关电源IC采用D封装（塑封SO-8C），基于LNK3206D设计的这款4.75W双路输出电源，能够在85～265VAC的输入电压下工作，两路输出分别为18V、250mA和5V、50mA，该电源设计的集成度高，因此功率密度和效率也高。

图1 D封装（塑封SO-8C）的外观图

图2 基于LNK3206D设计的4.75W双路输出电源的PCB图

图3是该4.75W双路输出电源的电路图，以U1代表LNK3206D。U1在一个单片IC上集成了高压功率MOSFET、振荡器、开/关控制电路、频率调制、启动以及其他保护电路，其中振荡器电路可产生轻微的频率抖动，通常为4kHz的峰值，可用来将EMI降低到最小。U1共有4个引脚，分别是反馈（FB）引脚、旁路（BP/M）引脚、源极（S）引脚和漏极（D）引脚。S引脚是功率MOSFET的源极连接点，也是BP引脚和FB引脚的接地参考点。

图3 基于LNK3206D设计的4.75W双路输出电源的电路图

在启动及稳态工作时，U1的D引脚可提供内部工作电流，并向C3充电。U1使用简单的开/关控制方式（通过跳开关周期）来调节输出电压，在正常工作下，功率MOSFET的开关由FB引脚控制。在MOSFET关断期间，C5通过D4为输出电压充电，R1和R2组成的电阻分压器用于向U1提供反馈, C9用于确保工作稳定性。在每个周期开始时，U1内的控制电路会对FB引脚进行取样，此时若流入FB引脚的电流低于49μA，那么MOSFET就会在这个周期导通；一旦电流达到了内部阈值，MOSFET就会在该周期的剩余阶段保持关断状态。

D2是续流二极管，应选用超快速二极管（反向恢复时间tRR≈25ns），因为在功率MOSFET导通时，慢速二极管可能会造成很高的反向恢复电流尖峰，使效率降低。满载条件下，只有少数开关周期会被跳过（禁止），以得到高效的开关频率；随着负载的降低，跳过的开关周期会增加，有效开关频率会降低；空载时跳过的开关周期最多，从而使电源的空载功耗较低。轻载条件下，开关损耗是主要的损耗，因此降低开关频率有助于提高轻载效率。此外，由于每个开关周期的能量值是由ILIMIT值决定的，所以跳开关周期能够使电源在整个负载范围内拥有几乎恒定的效率。

U1可自供电，不需要外部偏置供电，但是从外部向BP引脚提供电流能显著降低空载输入功率。R4从反馈电容C5连接至BP引脚，从外部为U1供电，为获得最低的空载功耗，馈入BP引脚的电流应稍大于120µA；为获得最佳的满载效率和热性能，馈入BP引脚的电流应稍大于290µA，此时空载输入功率会略有增加。

电路特性：

1、具有高集成度

2、输出电压调整率小于±5%

3、LNK3206D的电流限流值可根据所使用电容的数值来选择，因此允许选用最佳的电感

4、瞬态响应极快

5、满载效率大于75%

6、输入电压为230VAC时，空载输入功率小于200mW

7、无需光耦或齐纳二极管来实现调整功能

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