【应用】Power Integrations推出的LNK562DN离线式开关为7V、0.14A供电电源的应用提供解决方案

时间： 2018-12-03 来源：Power Integrations

Power Integrations（简称PI）公司推出的LinkSwitch-LP系列离线式开关可用于设计反激式电源，本文主要介绍如何使用LinkSwitch-LP系列离线式开关设计7V、0.14A供电电源，以LinkSwitch-LP系列下的LNK562DN为例。

图1 使用LNK562DN设计的7V、0.14A供电电源的电路原理图

图1展示了一个使用LNK562DN离线式开关进行设计的，输入为通用输入，输出功率为0.98W的反激式电源。电源的输出电压值为7V、输出电流值为0.14A（1W），具有宽松的恒压/恒流（CV/CC）特性（见图2）。该电源用一个额定电压为630V的低值金属膜电容，替代了两个串联的电解电容。这是适用于单相的公用电表，以及需要承受住几分钟内升至350VAC的AC输入电压的应用的一个理想方案。

图2 输入为230VAC时的输出电压电流特性（环境温度下的测量结果）

二极管D1、D2、D3和D4对AC输入电压进行整流，C1和L1组成差模EMI的滤波器，电容C6则作为共模EMI的滤波器。U1集成了频率调制功能以及E-Shield变压器技术，因此允许用如此简单的EMI滤波器来达到EN55022B标准的要求（见图3）。由D5、R1和C2组成的初级箝位电路限制了漏极电压的最大峰值，使之低于U1内部的高压MOSFET的额定BV_DSS，即700V。当C1的值较低时，二极管D6可以阻止反向电流流向U1。

图3 EN55022 B标准下最差的传导EMI扫描结果（输出RTN是接地的）

LNK562DN离线式开关在一个恒定的限制电流下工作，提供逐周期的初级电流限制。只要输出电压超过参考值，内部的控制器就会通过跳周期（开/关控制）的方式来调节输出电压。FB脚的反馈输入电路由一个输出设置值为1.69V的低阻抗源极跟随器组成，正常工作时，若流入FB脚的电流大于70μA，MOSFET开关就会关闭；当振荡器（内部的）发出时钟信号时，若流入FB脚的电流小于70μA，MOSFET开关就会在该特定的开关周期内开启，MOSFET就会进入导通状态，当通过MOSFET的电流超过I_LIMT时，这个开关周期就会结束。对开关周期内关闭时间和开启时间的比例进行调节，便可以实现对输出电压的调节。

用一个偏置绕组为U1提供反馈，为达到最佳的电压精度，所选的电阻R2和R3的公差应为1%。不需要使用光耦合器或CC检测电阻，就可以获得图2所示的CV/CC特性。

使用LNK562DN离线式开关设计的7V、0.14A供电电源有如下设计亮点：

1、不需要使用输入大电容

（1）提高了用在具有严重电压波动的线路区域的可靠性；

（2）与为了提高额定电压而将两个电解电容堆在一起相比，既节省了PCB的空间又节约了成本。

2、极高的能源效率

（1）符合CEC/ENERGY STAR 2008对工作模式的效率要求（实际可达到55%，要求为50%）；

（2）空载时的输出功率低（输入为230VAC时的空载功耗小于200mW，要求为500mW）。

3、具有成本低、元件数量少、体积小和重量轻的特点，可替代线性电源

（1）不需要光耦合器；

（2）不需要CC检测电阻。

4、用一个简单的EMI滤波器便能达到EN55022B标准的要求（见图3）。

使用LNK562DN离线式开关设计7V、0.14A供电电源的要点：

1、确保在高压和过载最大的情况下，最大漏极电压小于650V。根据需要调整R1和C2的值，总之要避免箝位电路的耗散太高（即选择低数值的R1和高数值的C2），否则会提高空载功耗；

2、将C4的值增大至1μF或1μF以上，可以进一步降低空载功耗；

3、选一个慢速二极管作为D5，选用能保证反向恢复时间为2μs或更短的玻璃钝化二极管，实在不行也可以用快速二极管（如FR107）来替代。选用这些二极管，可以回收一部分箝位能量，提高整体效率；

4、电容器C1的值不应低于150nF，因为开关电流必须源于电路本身，而不能由AC输入直接提供，以防止感应电压尖峰的生成以及差模EMI的增加，所以这个电容是不能省掉的；

5、为实现更好的EMI性能，应选择快速二极管作为D1和D3；

6、电阻R4是一个假负载电阻，是为了将空载时的输出电压限制在可接受的范围中。

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