【成功案例】采用PI ACDC电源芯片LNK304D，应用于智能开关面板非隔离零火线供电方案

时间： 2018-11-09 来源：世强

技术问答

随着时代发展和智能家居的普及，智能开关面板也得到较为广泛的应用，智能开关面板不仅可以实现开关控制、定时延时等常规开关面板的功能，还可以做到触摸、人体感应、APP远程控制等各种智能化的功能，相应的各种智能开关面板的供电方案也多种多样；

开关面板一般需要接入市电AC-220V，但是实现智能开关面板的各种功能的各种控制芯片的供电大多是DC-3.3V或者DC-5V，这就导致几乎所有的控制芯片都不可能直接与市电AC-220V连接取电，那么如何实现从AC-220V到DC-3.3V或者DC-5V的供电转换呢？本文就从设计一款智能开关面板入手，介绍采用PI LNK304D来实现智能开关面板后端供电转换的方案。

LNK304DACDC电源芯片是Power Integrations（简称PI）出品的一款非隔离零火线供电方案芯片，用来替代输出电流小于360mA的所有线性及电容降压式非隔离电源。其系统成本与所替代的电源相等，但性能更好、效率更高。

LNK304D在一片IC上面集成了一个700 V的功率MOSFET、振荡器、简单的开/关控制电路、高压开关电流源、频率调制、逐周期的电流限制及过温保护电路，仅需添加少许的外围电路器件即可实现需要的功能，可以较大程度的节省电路元器件成本。器件在启动及工作期间的功率消耗直接由漏极引脚的电压来提供，因此在BUCK及反激式转换器中可节省偏置供电的相关电路。在LNK304D器件中完全集成的自动重启动电路在短路、开环的故障情况下，安全地限制了输出功率，减少了元器件的数目，降低了在系统级用于负载保护电路的成本。如有必要，IC的自供电方式允许使用没有安规要求的光耦器作为电平转换器件，以改善输入电压调整率及负载调整率。

本设计中需要做AC-220V转DC-3.3V和DC-5V, 考虑到 LNK304D具有AC-85V~AC-265V的输入电压工作范围，且LNK304D采用非隔离的电路架构，无需变压器变换电压，仅需少量的外围元器件即可完成需要的电路搭建，整体的电路相比采用变压器设计的电路体积要小很多，因此非常适合用于智能开关面板，本文就选用LNK304D型芯片来用作智能开关面板后端的供电转换电路。

本文设计的智能开关面板分成前端功能模块和后端电源供电模块两部分，开关面板前端功能模块主要是各种面板功能电路，需要DC-3.3V和DC-5V两种供电电压，后端主要完成AC-DC转换以及DC-3.3V和DC-5V两种电压的转换，因此我们在后端供电电源上采用SO-8C封装的LNK304D芯片来实现AC-220V到DC-12V/120mA的电源转换，然后再选用DC-DC芯片实现DC-12V转DC-5V,再用LDO实现DC-5V转DC-3.3V，完成整个智能面板所需的电源设计，具体电源系统框图如下图1所示：

图1 智能开关面板整体构架系统框图

本文主要就说说开关面板后端的电源电路设计，首先我们需要完成AC-220V转DC-12V/120mA的电路设计，根据数据手册，我们使用数据手册提供的应用电路，绘制如下图2所示的应用原理图：

图2 LNK304D实现AC-220V转DC-12V/120mA电路原理图

然后我们选用MP1470/MPS1471型DC-DC芯片来实现DC-12V到DC-5V的转换，根据MP1470/1471的数据手册看，这里我们可以得到最大5V/250mA的输出电流，完全可以满足后续的电路供电要求；然后我们采用常用的AMS1117-3.3型LDO实现DC-5V到DC-3V的电压转换，然后最大可以得到3.3V/150mA左右的输出电流，完全可以满足后续的电路供电需求，相关的电路如下：

图3 DC-12V转DC-5V电路原理图

图4 DC-5V转DC-3.3V电路原理图

完成以上设计之后，我们的整个智能开关面板后端的电源系统供电就设计完成，接下来只需要完成面板前端的相关的功能电路，在开关面板前端我们只需完成主控芯片、蓝牙模块、变音蜂鸣器、电容型触控按键等电路设计，即可完成整个智能开关面板的设计，鉴于本文主要讲智能开关面板的供电设计，因此面板前端的各部分功能电路不再赘述。以下附上开关面板电源后端的整体原理图和设计PCB图，如下图5、图6所示：

图5 开关面板后端电源整体原理图

图5 开关面板后端电源供电PCB图

LNK304D型芯片参考：https://www.sekorm.com/Web/Search/keyword/LNK304D

MP1470型芯片参考：https://www.sekorm.com/doc/782383.html

AMS1117-3.3型芯片参考：https://www.sekorm.com/Web/Search/keyword/ams1117-3.3

2N5551型三极管参考：https://www.sekorm.com/doc/577709.html

1N4007型二极管参考：https://www.sekorm.com/doc/470409.html

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用户26272468 Lv4. 资深工程师 2018-11-14

学习
tonyLiu Lv4. 资深工程师 2018-11-14

学习学习
lizy358 Lv3. 高级工程师 2018-11-09

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询几款ADI公司的常用开关电源芯片规格，可以替换TI公司的UC2842；UC3846；LM3481；LM25037，谢谢！

我司暂时没有ADI公司产品代理，TI公司的UC2842和UC3846推荐我司代理的PI公司的内置MOS电源芯片（可根据功率进行型号选型）以及伊凡微的ACDC原边控制器产品，LM3481的替换产品推荐圣邦微的高压DCDC降压电源AAP6011A，LM25037暂时没有合适物料推荐。

技术问答发布时间 : 2020-03-02

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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

封装信息/封装结构图 - PI - Revision 4.4 - March 20, 2019 PDF 英文下载

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

封装信息/封装结构图 - PI - Revision 4.0 - March, 2018 PDF 英文下载收起

LNK302/304-306 LinkSwitch-TN Family Lowest Component Count, Energy-Efficient Off-Line Switcher IC

型号- LINKSWITCH-TN,LNK302P,LNK306P,LNK305P,LNK306,LNK304P,LNK304,LNK305,LNK304GN-TL,LNK302,LNK305G,LNK302D,LNK304G,LNK302G,LNK306D,LNK305D,LNK304D,LNK306G,LINKSWITCH-TN FAMILY

数据手册 - PI - Rev. O - September 2020 PDF 英文下载

Power Integrations（PI）新增SO-8/SO-8C封装产品的安徽合肥组装测试站点（PCN‐18331）

描述- Addition of Hefei TFME Assembly and Test, and Die Attach Change to Qspeed TO-220-3R and TO-220-2S Products.

型号- LNK603DGAU,LYT0006D,LNK564DG0190,LNK302DN0190,CAP014DG,SC1099DG,LNK632DG0104,LNK576DG,LNK625DG0105,LNK562DG0202,LNK562DNAU,LNK624DG,SC1142D10077,LNK6406D,SC1124DG,LNK305DG0105,CAP003DG,SC1097DGAU,LYT0005D,LNK364DN0152,LNK623DGAU,TNY288DG,CAP014DG0158,LNK305DGAU,LNK6407D,LNK363DG0166,SEN012DG,CAP013DG,LYT7504D,LNK304DG0166,SPS1013P,LNK632DG0004,LYT0005D0105,LNK302DNAU,LYT0004D,SC1098DG,SC1103DGAU,SC1108DG,LNK626DGAU,LYT1704D0204,LNK364DNAU,LNK623DG,SC1146DG,LNK564DN0167,CAP002DG,SC1097D1,LNK603DG0004,LNK362DG,LNK363DGAU,LNK306DNAU,LNK362DN,SC1161D1,SC1161D2,SC1161D0,SC1196DG,LYT1402D,SEN013DG,SC1135DG,LNK304DG0105,TNY176DG0166,SC0163D,CAP016DG,LYT0002D,SC1106DG0004,LYT1403D,LNK302DG0166,SC1126DG,SC1103DG,LNK64046D,SC1142D00193,SC1104DGAU,SC1142D00073,CAP005DG,TNY174DG,LNK304DGAU,LNK363DG,LNK302DG,LNK363DN,LNK586DGAU,LYT1404D,LNK302DN,SC1130DG,LNK606DGAU,LNK304DG0004,DAP021AG,CAP015DG,LNK632DG0166,DAP021B1,LNK616DGAU,TNY288DG0152,LNK606DG,SC1125DG,LYT0004D0105,LYT1703D0204,LNK632DG,SC1126DGAU,CAP004DG,LNK364DG,LNK606DG0004,LNK305DG0004,LNK364DN,LNK306DG0105,SC1152DG,SC1137DG,CAP200DG,LNK305DNAU,LNK625DG0055,LNK625DG0176,CAP018DG,CAP017DG0166,SC1143DG,SC1139DG0166,LNK302DG0004,CHY100D,LNK605DG,TNY176DG,LNK564DNAU,CAP007DG,LYT1602D,TNY284DG,LNK304DG,SC1117DG,LNK584DG,LNK632DG0054,LNK3206D,SC1132DG,LNK304DN,CHY101D,LNK616DG,TNY285DG0152,CAP017DG,LNK305DN0166,LNK362DNAU,SC1104D1,LNK626DG0139,LYT1603D,LNK6436D,LNK6424D,LNK3205D,LNK604DG,SC1104DG,LNK302DG0105,CAP006DG,LNK606DG0166,TNY175DG,SC1139D0,LNK626DG0004,SC1125DGAU,TNY286DG0152,SC0160D,LNK562DN,LNK564DGAU,LNK304DNAU,SC1142D1,SC1142D0,TNY285DG,SC1139DG,LNK305DG,LN363DNAU,LYT1604D,LNK585DG,LNK632DGAU,LNK562DG,CAP004DG0158,LNK6425D,SC1142D3,LNK302DN0005,LYT0002D0105,SC1142D2,LNK3204D,LNK305DN,LNK306DN0152,LNK615DG,CHY103D,CAP012DG,LNK302DGAU,SC1106DGAU,SC1107D1,LNK304DN0054,SC1097DG,LNK574DG,LNK6426D,LNK603DG,LNK626DG,SC1145DG,LNK304DN0166,SC1195DG,TNY178DG,LYT7503D,CAP009DG,LNK563DN,SC1161DZ,LNK562DGAU,LNK586DG,LNK563DG,LNK306DG,LNK6427D,LNK6415D,LNK625D1,LYT0006D0105,TNY286DG,LNK614DG,LNK624DGAU,LNK306DGAU,LNK306DN,LNK3202D,LNK586DG0166,CAP017DGAU,LNK305DN0004,SC1097D1AU,CAP019DG,LNK625DGAU,LNK6407D0004,LNK304DN0152,SC1106DG,LNK6416D,LNK6404D,SC1170D4,LNK625DG,LNK302DN0053,SC1139DG0105,LNK362DN0004,TNY177DG,SC1139DGAU,TNY287DG0105,CAP008DG,LNK564DN,LNK614DGAU,LNK623DG01666,LNK564DG,LNK6405D,SC1144D3,SC1144D2,SC1144D1,LNK3604D,SC1144D0,TNY287DG,LNK613DG,LNK6417D,TNY288DG0202,LNK362DGAU

产品变更通知及停产信息 - PI - 2018年9月12日 PDF 英文下载

LNK304DG 电路原理图

型号- B0500T,LNK304DG,MB6S,ES1J

电路原理图 - PI - 2019/07/16 PDF 英文下载

LNK302/304-306 LinkSwitch-TN Family

型号- LINKSWITCH-TN,1N4007,LNK302P,UF400X,LNK306P,UF4005,LNK305P,BYV26C,LNK306,LNK304P,LNK304,LNK305,1N4005GP,LNK304GN-TL,LNK302,LNK305G,LNK302D,LNK304G,LNK302G,LNK306D,LNK305D,LNK304D,LNK306G

数据手册 - PI - Revision N - January 2019 PDF 英文下载

【应用】降压式Buck电源IC LNK3204应用于物流车高压DCDC电池组，相比分立式方案效率更高

物流车车机MCU采用的是低压3.3VDC，而电池组电压高达96V，因此需要一个高压DCDC将96V转为3.3V，电流仅需几百毫安即可，而常规的集成式DCDC很难做到这么高电压，只能采用外挂的MOS的分立式方案做，电路体积大，效率低。针对这一特殊应用，开创新的建议在这里采用ACDC的方案来做，PI的ACDC电源，LNK3204，其外围电路简单，可创新型的应用于DCDC电路。

应用方案发布时间 : 2020-02-12

【成功案例】PI TNY280型离线式开关电源IC在燃气电磁阀智能适配器中的应用

本文介绍一种使Power Integrations的TinySwitch-III系列的TNY280P型芯片用于燃气电磁阀智能适配器中，使用PI Expert软件完成使用TNY280P型芯片设计隔离DC9V/2.2A的适配器电源电路设计,结合WiFi实现电磁阀控制输出，并与原有的燃气泄漏报警器输出信号并联，实现燃气电磁阀的智能化远程控制升级。

器件选型发布时间 : 2019-04-02