设计范例报告 - Power.com

设计范例报告
标题
参考设计报告：使用LinkSwitchTM-HP LNK6774V
设计的适用于LCD显示器的17 W双路输出反激式
转换器
规格
90 VAC – 265 VAC输入；
5 V, 1 A和18 V, 670 mA输出
应用
LCD显示器
作者
应用工程部
文档编号
RDR-321
日期
2012年9月28日
修订版本
2.2
特色概述
•
•
•
•
•
•
•
•
调整精度为±5%的初级侧稳压隔离反激式转换器
132 kHz开关频率可减小变压器及输出滤波器的尺寸。
满载连续导通模式工作可提高效率并降低输出电容纹波电流
多模式工作可提高整个负载范围内的效率
在230 VAC下，输入功率低于100 mW，负载待机功耗为50 mW
采用全面的保护功能，包括过压保护(OVP)、过热保护(OTP)、电压缓升/跌落保护、输入过压
关断保护以及失稳压保护（自动重启动）
满足EN-550022和CISPR-22 Class B传导EMI要求
满足IEC61000-4-5的1 kV/2 kV浪涌电压要求
专利信息
此处介绍的产品和应用（包括产品之外的变压器结构和电路）可能包含一项或多项美国及国外专利，或正在申请的美国或国外
专利。有关Power Integrations专利的完整列表，请参见www.powerint.com。Power Integrations按照在
<http://www.powerint.com/ip.htm>中所述规定，向客户授予特定专利权利的许可。
Power Integrations
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RDR-321：适用于LCD显示器的17 W双路输出反激式电源
2012年9月28日
目录
1
2
3
4
简介.............................................................................................................................4
电源规格 .....................................................................................................................5
电路原理图 ..................................................................................................................7
电路描述 .....................................................................................................................8
4.1
输入整流和滤波....................................................................................................8
4.2
LinkSwitch-HP 初级 .............................................................................................8
4.3
初级 RCD 箝位 .....................................................................................................8
4.4
输出整流 ..............................................................................................................9
4.5
外部电流限流点设置 ............................................................................................9
4.6
反馈及补偿网络....................................................................................................9
5 PCB 布局 ..................................................................................................................10
6 物料清单(BOM) .........................................................................................................11
7 变压器设计表格 .........................................................................................................12
8 变压器规格 ................................................................................................................16
8.1
电气原理图 .........................................................................................................16
8.2
电气规格 ............................................................................................................16
8.3
材料 ...................................................................................................................16
8.4
变压器结构图：..................................................................................................17
8.5
变压器绕制： .....................................................................................................17
8.6
变压器绕制演示： ..............................................................................................18
9 性能数据 ...................................................................................................................25
9.1
带载模式效率 .....................................................................................................25
9.2
待机模式输入功率及待机效率 ............................................................................27
9.3
18 V 0.67 A DC 负载和 5 V 1 A 平均负载下的线电压调整..................................29
9.4
指定动态负载间档下的输出电压（包括峰值、最小值和平均值）.......................31
9.4.1
峰值和最小输出电压的测试方法 .................................................................31
9.4.2
指定负载间档下的 5 V 输出电压 .................................................................32
9.4.3
指定负载间档下的 18 V 输出电压 ...............................................................36
10
热性能 ...................................................................................................................40
11
波形 .......................................................................................................................42
11.1
漏极电压和电流，正常工作 ............................................................................42
11.2
漏极电压和电流启动特征 ................................................................................42
11.3
输出电压启动特征（相对于输入电压） ..........................................................43
11.4 5 V 负载瞬态响应 ...............................................................................................44
11.4.1 采用 5 V、500 mA 至 1500 mA 阶跃负载和固定的 18 V, 0.67 A DC 负载进行
5 V 瞬态测试 .............................................................................................................44
11.4.2 采用指定负载间档进行 5 V 瞬态测试 ..........................................................45
11.4.3 采用指定负载间档进行 18 V 瞬态测试 ........................................................46
11.5
输出纹波和噪声测量 .......................................................................................47
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11.5.1 纹波测量技巧 .............................................................................................. 47
11.5.2 在 18 V 最大负载和 5 V 1 A 稳态负载下测试 18 V 纹波 .............................. 48
11.5.3 在 18 V 最大负载和 5 V 1 A 稳态负载下测试 5 V 纹波 ................................ 49
12
保护功能................................................................................................................ 50
12.1
短路条件下的自动重启动 ............................................................................... 50
12.2
输出过压保护 ................................................................................................. 50
12.3
电压缓升与电压跌落测试 ............................................................................... 51
13
输入浪涌................................................................................................................ 52
14
ESD ...................................................................................................................... 52
15
满载下的 EMI 测试 ................................................................................................ 53
16
版本历史................................................................................................................ 55
重要说明：
虽然本电路板的设计满足安全隔离要求，但工程原型尚未获得机构认证。因此，必须使用
隔离变压器向原型板提供AC输入，以执行所有测试。
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1 简介
这 份 报 告 介 绍 的 是 一 款 采 用 LinkSwitch-HP 系 列 IC 器 件 LNK6774V 设 计 的 通 用 输 入 、
5 V/1000 mA和18 V/670 mA隔离反激式转换器。它包含完整的电源规格、详细的电路原理
图、构建电源所需的完整物料清单、详尽的电源变压器文档，以及测试数据和最重要的电
气波形的波形图。
Figure 1 – Prototype Top View.
Figure 2 – Prototype Bottom View.
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2 电源规格
下表所列为设计的最低可接受性能。实际性能可参考测量结果部分。
说明
输入
电压
频率
符号
VIN
fLINE
最小值 典型值 最大值 单位
90
47
50/60
待机模式输入功率
输出
输出电压1
VOUT1
输出纹波电压1
VRIPPLE1
输出电流1
输出瞬态电压1
输出电压2
IOUT1
输出纹波电压2
输出电流2
输出瞬态电压2
总输出功率
连续输出功率
效率
满载效率
VTRANSIENT1
VOUT2
4.75
0.01
4.75
16.2
5
18
265
64
VAC
Hz
100
mW
5.25
V
100
mVpp
1500
5.5
26
mA
V
V
VRIPPLE2
备注
双导线 – 无P.E.
230 VAC，5 V 0.01 A，
18 V空载
20 MHz带宽，
稳态负载
参见下面的负载间档
参见下面的负载间档
mV
20 MHz带宽
参见下面的负载间档
参见下面的负载间档
0
IOUT2
VTRANSIENT2 16.2
670
28
mA
V
POUT
0.05
17.1
W
η
80
%
90 VAC且满载
环境
DM
满足CISPR22B /
EN55015B要求
其设计符合IEC950、
UL1950 II类要求
1
kV
CM
2
Air
Contact
TAMB
-15
-6
0
传导EMI
安全
浪涌
ESD
环境温度
第5页（共56页）
15
6
40
kV
kV
o
C
1.2/50 μs浪涌，IEC 1000-4-5，
串联电阻：
差模：2 Ω
共模： 12 Ω
空气放电至输出连接器
接触放电至输出连接器
自然对流，海平面
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Figure 3 – Typical LCD Monitor Load Profile.
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3 电路原理图
Figure 4 – Circuit Schematic.
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4 电路描述
4.1
输入整流和滤波
桥式整流管BR1对AC输入进行整流，C2对AC输入进行滤波。电感L1、C1和C2用于衰减
差模和共模传导EMI。在构建变压器T1时采用了屏蔽技术(E-Shield™)，以降低共模EMI位
移电流。这种滤波器设计、专有的E-Shield技术加上IC的频率抖动功能，为这种采用Y电容
和初级侧RCD箝位电路的解决方案提供了出色的EMI性能。
4.2
LinkSwitch-HP初级
LNK6774V器件(U1)将振荡器、误差放大器和多模式控制电路、启动和保护电路以及高压
功率MOSFET全部集成到了一个单片IC中。
电源变压器的一端连接到高压总线，另一端连接到U1的漏极引脚。在开关周期开始时，
控制器将功率MOSFET导通，初级绕组中的电流不断增大，从而将能量存储在变压器
磁芯中。当该电流达到内部误差放大器（CP引脚电压）设定的流限阈值时，控制器会关断
功率MOSFET。由于变压器绕组需要调整相位和输出二极管需要调整方向，所存储的能量
会在次级绕组中产生一个电压，这会对输出二极管进行正向偏置，然后将存储的能量传送
到输出电容。
连接到旁路(BP)引脚的电容C5 (4.7 μF)将过压保护(OVP)、失稳压保护（自动重启动）和过
热保护(OTP)设置为在给定关断期间（典型值为1500 ms）后尝试自动重启动。包括锁存
OTP和OVP在内的其他组合可采用不同的电容值进行编程。如需进一步的详细信息，请参
见LinkSwitch-HP数据手册。
4.3
初级RCD箝位
二极管D1、VR1、C3、R1、R2、R3和R4形成RCD缓冲电路，用于限制LinkSwitch-HP上
的电压应力。峰值漏极电压在265VAC输入时可以控制在580V之下，对725V耐压(BVDSS)
的MOSFET管来说有非常大的裕量。齐纳二极管VR1可防止电容C3在每个开关周期完全
放电，从而降低待机工作时的功耗。
二极管D1、R2、VR1、C3、R5和R6形成RCD缓冲电路，用于限制LinkSwitch-HP上的电
压应力。峰值漏极电压在265VAC输入时可以控制在580V之下，对700V耐压(BVDSS)的
MOSFET管来说有非常大的裕量。
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4.4
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输出整流
对18 V输出的输出整流由二极管D3提供，滤波则由电容C11和C12提供。由R10和C10构
成的缓冲电路提供高频率抖动，以提高EMI性能。对5 V输出的输出整流由二极管D4提供，
滤波则由电容C13和C14以及电感L2提供。由R12和C15构成的缓冲电路提供高频率抖动，
以提高EMI性能。
4.5
外部电流限流点设置
最大逐周期限流点由连接到PD引脚的电阻R6设定。本设计中采用了一个23.2 kΩ电阻，
可将最大限流点设置到LNK6774V的默认限流点的60%。
4.6
反馈及补偿网络
输出电压通过偏置绕组和电阻分压器（R8和R9）在反激期间进行检测。检测到输出电压通
过与FB引脚阈值进行比较来调整输出，或者在检测到过压时停止开关(OVP)。这种初级侧
调节解决方案不仅能降低系统成本，还能延长系统的使用寿命，因为采用LinkSwitch-HP设
计的电源无需使用光耦器（该元件可明显降低电源的寿命）。
分压器R8和R9还用于在集成的功率MOSFET导通期间间接监测总线电压。启动时，IC只
会在总线电压通常达到100 V（电压缓升阈值）的情况下才开始开关。例如，当总线电压
在电压跌落情况下降到40 V典型值以下时，器件将停止开关（电压跌落保护）。一旦总线
电压达到过高水平（例如，由输入浪涌造成），器件将停止开关。此外，逐周期限流点还
会在不同电压下得到补偿，以限制可用的过载功率。如需进一步的详细信息，请参见器件
数据手册。
在FB引脚检测到的电压会在CP引脚产生控制电压。电阻R7以及电容C7和C8用于控制环路
补偿。工作峰值初级电流和工作开关频率由CP引脚电压决定。
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5 PCB布局
Figure 5 – PCB Top Side.
Figure 6 – PCB Bottom Side.
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6 物料清单(BOM)
Item
Qty
1
1
Ref
Des
BR1
2
1
C1
100 nF, 310 VAC, Film, X2
3
1
C2
47 μF, 400 V, Electrolytic, Low ESR, (12.5 x 30)
4
1
C3
10 nF, 630 V, Ceramic, X7R, 1206
C1206C103KBRACTU
Kemet
5
2
C4 C8
100 pF 50 V, Ceramic, NPO, 0603
CC0603JRNPO9BN101
Yageo
6
1
C5
4.7 μF, 10 V, Ceramic, X7R, 0805
C0805C475K8PACTU
Kemet
7
1
C6
22 μF, 25 V, Ceramic, X5R, 1210
ECJ-4YB1E226M
Panasonic
VJ0603Y104KNXAO
Vishay
440LD22-R
Vishay
06032C471KAT2A
AVX
EKZE350ELL221MJC5S
Nippon Chemi-Con
UHN0J821MPD
Nichicon
ECJ-2VC1H100D
Panasonic
DL4937-13-F
Diodes, Inc.
BAV21WS-7-F
Diodes, Inc.
Description
600 V, 1 A, Bridge Rectifier, DFM package
8
1
C7
100 nF, 25 V, Ceramic, X7R, 0603
9
1
2.2 nF, Ceramic, Y1
10
2
11
2
12
2
13
1
C9
C10
C15
C11
C12
C13
C14
C16
470 pF, 200 V, Ceramic, X7R, 0603
220 μF, 35 V, Electrolytic, Very Low ESR, 53
mΩ, (10 x 12.5)
820 μF, 6.3 V, Electrolytic, Low ESR, (8 x 11.5)
Mfg Part Number
Mfg
DF06M
Diodes, Inc.
B32921C3104M
Epcos
EPAG401ELL470MK30S
Nippon Chemi-Con
14
1
D1
15
1
D2
10 pF, 50 V, Ceramic, NPO, 0805
600 V, 1 A, Rectifier, Fast Recovery, MELF
(DL-41)
250 V, 0.2 A, Fast Switching, 50 ns, SOD-323
16
1
D3
100 V, 3 A, Schottky, SMC
30BQ100PBF
Vishay
17
1
D4
40 V, 3 A, Schottky, SMD, DO-214AA
B340LB-13-F
Diodes, Inc.
18
1
F1
Fuse, Pico, 2 A, 250 V, Fast, Axial
0263002.MXL
Littlefuse Inc.
19
1
J1
CONN HEADER 3POS (1x3).156 VERT TIN
26-64-4030
Molex
20
1
J2
CONN HEADER 6POS (1x6).156 VERT TIN
26-60-4060
Molex
21
1
L1
ELF18D290C
Panasonic
22
1
L2
22 mH, 0.4 A, Common Mode Choke
3.5 mm x 4.45 mm, 68 Ω at 100 MHz, #22 AWG
hole, Ferrite Bead
3 kΩ, 5%, 1/4 W, Thick Film, 1206
2743001112
Fair-Rite
ERJ-8GEYJ302V
Panasonic
100 Ω, 5%, 1/4 W, Thick Film, 1206
ERJ-8GEYJ 101V
Panasonic
23
1
R1
24
2
R2 R3
25
1
R4
Panasonic
1
R5
20 Ω, 5%, 1/4 W, Thick Film, 1206
7.5 k Ω, 1%, 1/16 W, Thick Film, 0603
ERJ-8GEYJ 200V
26
ERJ-3GEYJ 752V
Panasonic
27
1
R6
23.2 k Ω, 1%, 1/16 W, Thick Film, 0603
ERJ-3EKF2322V
Panasonic
28
1
R7
100 k Ω, 5%, 1/16 W, Thick Film, 0603
ERJ-3GEYJ 104V
Panasonic
29
1
R8
46.4 kΩ, 1%, 1/16 W, Thick Film, 0603
ERJ-3EKF4642V
Panasonic
30
1
10.5 kΩ, 1%, 1/16 W, Thick Film, 0603
ERJ-3EKF1052V
Panasonic
31
2
10 Ω, 5%, 1/8 W, Thick Film, 0805
ERJ-6 GEYJ100V
Panasonic
36 kΩ, 5%, 1/8 W, Thick Film, 0805
ERJ-6GEYJ363V
Panasonic
NTC Thermistor, 5 Ohms, 4.7 A
Bobbin, EF25, Horizontal, 12 pins
Transformer
LinkSwitch-HP, eDIP-12P
CL-150
YC2504
SNX-R1652
LNK6774V
Thermometrics
Ying Chin
Santronics USA
Power Integrations
1SMB59xxBT3G
Semiconductor
32
1
R9
R10
R12
R11
33
1
RT1
34
1
T1
35
1
U1
36
1
VR1
120 V, 550 mW, 5%, SMB, 403A
37
1
VR2
OPEN
第11页（共56页）
OPEN
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7 变压器设计表格
ACDC_LinkSwitchHP_051612; Rev.0.13;
Copyright Power
Integrations 2012
INPUT
OUTPUT
UNIT
LinkSwitch-HP Flyback Transformer Design
Spreadsheet
ENTER APPLICATION VARIABLES
VACMIN
90
90
V
Minimum AC Input Voltage
VACMAX
265
265
V
Maximum AC Input Voltage
fL
50
50
Hz
AC Mains Frequency
VO
5
5
V
Output Voltage (main)
PO
17
17
W
Output Power
n
0.82
0.82
Efficiency Estimate
Z
0.50
0.50
Loss Allocation Factor
VB
10
10
V
tC
3
3
ms
Bridge Rectifier Conduction Time Estimate
CIN
47
47
uF
Input Filter Capacitor
Bias Voltage
ENTER LINKSWITCH-HP VARIABLES
LinkSwitch-HP
LNK6774V
LNK6774V
ILIMITMIN
0.967
A
Minimum Current limit
ILIMITMAX
1.113
A
Maximum current limit
0.600
A
Current limit reduction factor
KI
0.60
ILIMITMIN_EXT
0.580
A
ILIMITMAX_EXT
0.668
A
fS
132000
Hz
LinkSwitch-HP Switching Frequency: Choose between 132
kHz and 66 kHz
fSmin
124000
Hz
LinkSwitch-HP Minimum Switching Frequency
fSmax
140000
Hz
LinkSwitch-HP Maximum Switching Frequency
KP
0.5
0.50
VOR
110
110.00
Ripple to Peak Current Ratio (0.4 < KP < 6.0)
V
Reflected Output Voltage
Voltage Sense
VUVON
100
100.00
VUVOFF
42.55
V
VOV
446.26
V
FMAX_FULL_LOAD
132885
Hz
Maximum switching frequency at full load
FMIN_FULL_LOAD
117698
Hz
Minimum switching frequency at full load
1.77
us
Minimum available Diode conduction time at light load. This
should be greater than 1.11 us
TSAMPLE_FULL_LOAD
TSAMPLE_LIGHT_LOAD
Power Integrations
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RDR-321：适用于LCD显示器的17 W双路输出反激式电源
Rpd
23.20
k-ohm
10.00
nF
Program delay Capacitor
Total programmed delay
0.06
sec
Total program delay
VDS
4.11
V
Cpd
10
Program delay Resistor
LinkSwitch-HP on-state Drain to Source Voltage
VD
VDB
0.70
V
ENTER TRANSFORMER CORE/CONSTRUCTION VARIABLES
Core Type
EF25
Core
EF25
Selected Core
Custom Core
Enter name of custom core is applicable
AE
0.5180
0.518
cm^2
LE
5.7800
5.78
cm
AL
2000.0
2000
nH/T^2
BW
15.6
15.6
mm
Bobbin Physical Winding Width
M
0.00
0.00
mm
Safety Margin Width (Half the Primary to Secondary
Creepage Distance)
4.00
4
L
NS
3.00
3
Core Effective Cross Sectional Area
Core Effective Path Length
Ungapped Core Effective Inductance
Number of Secondary Turns
DC INPUT VOLTAGE PARAMETERS
VMIN
85
85
V
Minmum DC Input Voltage
VMAX
375
375
V
Maximum DC Input Voltage
CURRENT WAVEFORM SHAPE PARAMETERS
DMAX
0.58
Maximum Duty Cycle
IAVG
0.24
A
IP
0.56
A
Peak Primary Current
0.33
A
Primary RMS Current
IR
IRMS
TRANSFORMER PRIMARY DESIGN PARAMETERS
LP_TYP
LP_TOL
7
1436
uH
Typical Primary Inductance
7
%
Primary inductance Tolerance
NP
60
Primary Winding Number of Turns
NB
6
Bias Winding Number of Turns
ALG
399
nH/T^2
Gapped Core Effective Inductance
BM
2607
Gauss
Maximum Flux Density at PO, VMIN (BM<3000)
BP
3301
Gauss
Peak Flux Density (BP<3700)
BAC
652
Gauss
AC Flux Density for Core Loss Curves (0.5 X Peak to Peak)
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Power Integrations
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ur
1776
LG
0.13
mm
Gap Length (Lg > 0.1 mm)
BWE
62.4
mm
Effective Bobbin Width
0.32
mm
Maximum Primary Wire Diameter including insulation
INS
0.05
mm
Estimated Total Insulation Thickness (= 2 * film thickness)
DIA
0.27
mm
Bare conductor diameter
30
AWG
Primary Wire Gauge (Rounded to next smaller standard
AWG value)
310
Cmils/Amp
Primary Winding Current Capacity (200 < CMA < 500)
37.40
k-ohms
OD
0.32
AWG
Relative Permeability of Ungapped Core
CM
CMA
FEEDBACK SENSING SECTION
RFB1
Feedback divider upper resistor
RFB2
TRANSFORMER SECONDARY DESIGN PARAMETERS (SINGLE OUTPUT EQUIVALENT)
Lumped parameters
ISP
11.29
A
Peak Secondary Current
ISRMS
5.61
A
Secondary RMS Current
IO
3.40
A
Power Supply Output Current
IRIPPLE
4.46
A
Output Capacitor RMS Ripple Current
CMS
1122
Cmils
Secondary Bare Conductor minimum circular mils
19
AWG
Secondary Wire Gauge (Rounded up to next larger
standard AWG value)
0.91
mm
AWGS
DIAS
ODS
Secondary Minimum Bare Conductor Diameter
5.20
INSS
2.14
mm
Maximum Secondary Insulation Wall Thickness
VDRAIN
626
V
Peak voltage acoss drain to source of Linkswitch-HP
PIVS
24
V
Output Rectifier Maximum Peak Inverse Voltage
VOLTAGE STRESS PARAMETERS
PIVB
TRANSFORMER SECONDARY DESIGN PARAMETERS (MULTIPLE OUTPUTS)
1st output
VO1
5.00
5
V
Output Voltage
IO1
1.00
1.00
A
Output DC Current
5.00
W
Output Power
0.35
V
Output Diode Forward Voltage Drop
PO1
VD1
0.35
NS1
2.92
ISRMS1
1.651
Output Winding Number of Turns
A
Power Integrations
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Output Winding RMS Current
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IRIPPLE1
1.31
A
Output Capacitor RMS Ripple Current
PIVS1
23
V
Output Rectifier Maximum Peak Inverse Voltage
CMS1
330
Cmils
Output Winding Bare Conductor minimum circular mils
AWGS1
24
AWG
Wire Gauge (Rounded up to next larger standard AWG
value)
DIAS1
0.51
mm
Minimum Bare Conductor Diameter
ODS1
5.35
mm
Maximum Outside Diameter for Triple Insulated Wire
2nd output
VO2
18.00
V
Output Voltage
IO2
0.67
A
Output DC Current
12.06
W
Output Power
0.5
V
Output Diode Forward Voltage Drop
PO2
VD2
0.50
NS2
10.09
ISRMS2
1.106
A
Output Winding RMS Current
IRIPPLE2
0.88
A
Output Capacitor RMS Ripple Current
PIVS2
81
V
Output Rectifier Maximum Peak Inverse Voltage
CMS2
221
Cmils
Output Winding Bare Conductor minimum circular mils
AWGS2
26
AWG
Wire Gauge (Rounded up to next larger standard AWG
value)
DIAS2
0.41
mm
Minimum Bare Conductor Diameter
ODS2
1.55
mm
Maximum Outside Diameter for Triple Insulated Wire
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Output Winding Number of Turns
Power Integrations
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8 变压器规格
8.1
电气原理图
Figure 7 – Transformer Electrical Diagram.
8.2
电气规格
Electrical Strength
Primary Inductance
Resonant Frequency
Primary Leakage Inductance
8.3
1 second, 60 Hz, from pins 1-6 and pins 7-12.
Pins 5-6, all other windings open, measured at
100 kHz, 0.4 VRMS.
Pins 5-6, all other windings open.
Pins 5-6, with pins 7-12 shorted, measured at
100 kHz, 0.4 VRMS.
3000 VAC
1436 μH ±7%
1500 kHz (Min.)
15 μH (Max.)
材料
Item
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
Description
2
Core: EF25, TDK PC44-EF25Z, and gapped ALG 398.9 nH/T .
Bobbin: EF25-Horizontal, 12 pins (6/6), Ying Chin, P/N: YC-2504.
Magnet wire: #32 AWG Solderable, double coated.
Magnet wire: #27 AWG Solderable, double coated.
Magnet wire: #28 AWG Solderable, double coated.
Teflon tube: Alpha Wire, TFT, or equivalent.
Tape: 3M 44 Margin tape (cream), 3.5 mm wide, or equivalent.
Tape: 3M 1298 Polyester Film, 8.6 mm wide, 2.0 mils thick, or equivalent.
Tape: 3M 1298 Polyester Film, 15.6 mm wide, 2.0 mils thick, or equivalent.
Varnish: Dolph BC-359, or equivalent.
Power Integrations
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8.4
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变压器结构图：
Teflon tubes
6
4
WD5 (2nd half Primary): 30T -#32AWG
8
12
10,9
8.7
1
3
WD4: (2 nd Secondary): 7T – 2 x #28AWG
WD3 (1 st Secondary): 3T – 4 x #27AWG
WD2 (VBias+Vsense): 6T – 4 x #32AWG
4
WD1 (1st half Primary): 30T -#32AWG
5
3.5mm margin tape
Figure 8 – Transformer Build Diagram.
8.5
变压器绕制：
Winding
preparation
WD1
st
1 Half Primary
Insulation
WD2
VBias+VSense
Insulation
WD3
st
1 Secondary
Insulation
WD4
nd
2 Secondary
Insulation
WD5
nd
2 Half Primary
Final Assembly
Place the bobbin item [2] on the mandrel with the primary side is on the left side.
Winding direction is clockwise direction. Margin tape item [7] should be applied for
all windings.
Note:
Teflon tubes item [6] should be inserted into all wire ends and reach to inside edge
of margin tapes. Return wires should be inside the winding section and not overlap
on the margin tape. (See pictures below).
Start at pin 5, wind 30 turns of wire item [3] from left to right with tight tension, at the
last turn bring the wire back to the left, and terminate at pin 4.
Place 1 layer of tape item [8].
Start at pin 3, wind 6 quad-filar turns of wire item [3] from left to right with tight
tension, at the last turn bring the wire back to the left, and terminate at pin 1.
Place 3 layers of tape item [9].
Start at pins 8,7, wind 3 quad-filar turns of wire item [4] from right to left, spread
the wire evenly, at the last turn bring the wire back to the right, and terminate at pin
10,9.
Place 1 layer of tape item [8].
Start at pins 12, wind 7 bi-filar turns of wire item [5] from right to left, spread the wire
evenly, at the last turn bring the wire back to the right, and terminate at pin 8.
Place 3 layers of tape item [9].
Start at pin 4, wind 30 turns of wire item [3] from left to right with tight tension, at the
last turn bring the wire back to the left, and terminate at pin 6.
Grind and secure core halves with tape.
Vanish item [10].
第17页（共56页）
Power Integrations
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8.6
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变压器绕制演示：
Winding
Preparation
Place the bobbin
item [2] on the
mandrel with the
primary-side is on
the left side.
Winding direction
is clockwise
direction.
WD1
st
1 Half
Primary
Start at pin 5, wind
30 turns of wire
item [3] from left to
right with tight
tension, at the last
turn bring the wire
back to the left,
and terminate at
pin 4.
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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第18页（共56页）
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return wire not overlap onto margin tape
Teflon tubes should reach to inside edge
of margin
Insulation
WD2
VBias+VSense
第19页（共56页）
Place 1 layer of
tape item [8].
Start at pin 3, wind
6 quad-filar turns
of wire item [3]
from left to
right with tight
tension,
Power Integrations
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return wires not overlap onto margin tape
At the last turn
bring the wire
back to the left,
and terminate at
pin 1.
Insulation
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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Place 3 layers of
tape item [9].
第20页（共56页）
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WD3
st
1 Secondary
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Start at pins 8,
7, wind 3 quadfilar turns of wire
item [4] from right
to left, spread
the wire evenly,
At the last turn
bring the wire
back to the right,
and terminate at
pin 10, 9.
第21页（共56页）
Power Integrations
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Insulation
nd
2
WD4
Secondary
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Place 1 layer of
tape item [8].
Start at pins
12, wind 7 bi-filar
turns of wire item
[5] from right to
left, spread
the wire evenly,
At the last turn
bring the wire
back to the right,
and terminate at
pin 8.
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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Insulation
WD5
nd
2 Half
Primary
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Place 3 layers of
tape item [9].
Start at pin 4, wind
30 turns of wire
item [3] from left to
right with tight
tension,
At the last turn
bring the wire
back to the left,
and terminate at
pin 6.
第23页（共56页）
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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Core
Assembly
Grind and secure
core halves with
tape.
Varnish
Transformer
and Finish
Varnish item [10].
Power Integrations
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9 性能数据
All measurements performed at room temperature and 50 Hz line frequency,
except where otherwise stated. For all tests, the full load is 1000 mA for the 5 V output
and 670 mA for the 18 V output (17 W total output power).
9.1
带载模式效率
87
90
115
230
265
86
Efficiency (%)
85
84
83
82
81
80
20
30
40
50
60
70
80
90
18 V Load (%)
Figure 9 − Efficiency vs. LCD brightness, Room Temperature.
第25页（共56页）
Power Integrations
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100
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88
87
Efficiency (%)
86
85
84
83
82
81
80
70
90
110
130
150
170
190
210
230
250
270
290
Input Voltage (VAC)
Figure 10 – Full Load Efficiency vs. Input Voltage, Room Temperature.
Power Integrations
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9.2 待机模式输入功率及待机效率
Standby power and efficiency is measured using a 10 mA load on the 5 V output. The
18 V output is unloaded.
0.12
Input Power (W)
0.11
0.10
0.09
0.08
0.07
0.06
70
90
110
130
150
170
190
210
230
250
270
Input Voltage (VAC)
Figure 11 – Standby Input Power vs. Input Line Voltage, Room Temperature.
第27页（共56页）
Power Integrations
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290
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63
62
Standby Efficiency (%)
61
60
59
58
57
56
55
54
53
52
51
70
90
110
130
150
170
190
210
230
250
270
290
Input Voltage (VAC)
Figure 12 – Standby Efficiency vs. Input Voltage, Room Temperature.
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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第28页（共56页）
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9.3
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18 V 0.67 A DC负载和5 V 1 A平均负载下的线电压调整
5.30
5.25
5 V Output Voltage (V)
5.20
5.15
5.10
5.05
5.00
4.95
4.90
70
90
110
130
150
170
190
210
230
250
270
Input Voltage (VAC)
Figure 13 – 5 V Line Regulation under Full Load.
第29页（共56页）
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290
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20.0
19.5
18 V Output Voltage (V)
19.0
18.5
18.0
17.5
17.0
16.5
16.0
15.5
70
90
110
130
150
170
190
210
230
250
270
290
Input Voltage (VAC)
Figure 14 – 18 V Line Regulation under Full Load.
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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第30页（共56页）
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9.4
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指定动态负载间档下的输出电压（包括峰值、最小值和平均值）
9.4.1 峰值和最小输出电压的测试方法
Figure 15 shows how the peak value and minimum value were collected. The power
supply was loaded with the specified load profile in Figure 3. 18 V output load (LCD
brightness) is always a pulsed load from 0 to 0.67 A with different duty cycle and 5 V
load is always transient from 0.5 A to 1.5 A. Scope were used to record the peak value
and minimum value for both output voltage, and the mean value is recorded with
multimeter.
Figure 15 – Test Method for Peak and Minimum Output Voltage.
第31页（共56页）
Power Integrations
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9.4.2 指定负载间档下的5 V输出电压
Figures below shows mean regulation (measured with multimeter), peak and minimum
output voltage (measured with scope) under specified dynamic load profile.
5.45
Min
Mean
Max
5 V Output Votlage (V)
5.35
5.25
5.15
5.05
4.95
4.85
4.75
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
LED Brightness (%)
Figure 16 – 5 V Output Voltage under Specified Load Profile at 90 VAC.
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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第32页（共56页）
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RDR-321：适用于LCD显示器的17 W双路输出反激式电源
5.45
Min
Mean
Max
5 V Output Votlage (V)
5.35
5.25
5.15
5.05
4.95
4.85
4.75
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
LED Brightness (%)
Figure 17 – 5 V Output Voltage under Specified Load Profile at 115 VAC.
第33页（共56页）
Power Integrations
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100
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5.45
Min
Mean
Max
5 V Output Votlage (V)
5.35
5.25
5.15
5.05
4.95
4.85
4.75
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
LED Brightness (%)
Figure 18 – 5 V Output Voltage under Specified Load Profile at 230 VAC.
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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第34页（共56页）
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RDR-321：适用于LCD显示器的17 W双路输出反激式电源
5.45
Min
Mean
Max
5 V Output Votlage (V)
5.35
5.25
5.15
5.05
4.95
4.85
4.75
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
LED Brightness (%)
Figure 19 – 5 V Output Voltage under Specified Load Profile at 265 VAC.
第35页（共56页）
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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100
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9.4.3 指定负载间档下的18 V输出电压
26
Min
Mean
Max
25
18 V Output Votlage (V)
24
23
22
21
20
19
18
17
16
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
LED Brightness (%)
Figure 20 – 18 V Output Voltage under Specified Load Profile at 90 VAC
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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第36页（共56页）
2012年9月28日
RDR-321：适用于LCD显示器的17 W双路输出反激式电源
26
Min
Mean
Max
25
18 V Output Votlage (V)
24
23
22
21
20
19
18
17
16
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
LED Brightness (%)
Figure 21 – 18 V Output Voltage under Specified Load Profile at 115 VAC.
第37页（共56页）
Power Integrations
电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201
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100
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2012年9月28日
26
Min
Mean
Max
25
18 V Output Votlage (V)
24
23
22
21
20
19
18
17
16
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
LED Brightness (%)
Figure 22 – 18 V Output Voltage under Specified Load Profile at 230 VAC.
Power Integrations
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26
Min
Mean
Max
25
18 V Output Votlage (V)
24
23
22
21
20
19
18
17
16
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
LED Brightness (%)
Figure 23 – 18 Output Voltage under Specified Load Profile at 265 VAC.
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100
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10 热性能
The unit was allowed to reach thermal equilibrium prior to the measurement. Figure 24 is
the temperature profile of the board at room temperature.
Figure 24 – Top (Right) and Bottom (left) Side Thermal Images at 265 VAC, Full Load,
Room Temperature.
Table below shows the temperature of key components at 40 °C .The power supply was
sealed into a box first, and the box was placed into a thermal chamber with 40 °C
ambient. Temperatures of LinkSwitch-HP SOURCE pin and cathode pin of the output
diode were measured at system full load (18 V/0.67 A, 5 V/1 A average).
Temperature was recorded after the thermal reading was stable.
Temperature measurements of key components were taken using T-type (CopperConstantan) thermocouples. The thermocouples were soldered directly to a SOURCE pin
of the LNK6774V device and to the cathode of the output rectifier. The
thermocouples were glued to the external core and to winding surfaces of the transformer.
The unit was sealed inside a large box to eliminate any air currents. The ambient
temperature outside the box was raised to 40 °C. The unit was then operated at full load
(5 V, 1 A and 18 V 0.67 A) and the temperature measurements were taken after they
stabilized for 1 hour at 40 °C.
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Temperature (°C)
Item
90 VAC
265 VAC
LN6774V (U1)
76
79
5 V Output Diode
63
63
18 V Output Diode
61
61
Transformer
61
68
These results show that the IC has an acceptable rise in temperature.
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11 波形
11.1 漏极电压和电流，正常工作
Figure 25 – 90 VAC, Full Load.
Upper: VDRAIN, 100 V / div.
Lower: IDRAIN, 0.2 A, 5 μs / div.
Figure 26 – 265 VAC, Full Load.
Upper: VDRAIN, 200 V / div.
Lower: IDRAIN, 0.2 A, 5 μs / div.
11.2 漏极电压和电流启动特征
Drain and current profile during startup was tested with 5 V average 1 A load and 18 V
no-load, since the power supply always start up into 18 V no load based on the
specification. 5 V was tested with the dynamic load specified in the specification.
Figure 27 – 90 VAC, 5 V Dynamic, 18 V No-Load.
Upper: VDRAIN, 100 V / div.
Lower: IDRAIN, 0.2 A, 2 ms / div.
Figure 28 – 265 VAC 5 V Dynamic, 18 V No-Load.
Upper: VDRAIN, 200 V / div.
Lower: IDRAIN, 0.5 A, 2 ms / div.
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11.3 输出电压启动特征（相对于输入电压）
Figure 29 – Start-up Profile, 90 VAC, Standby Load.
Upper: VOUT, 5 V, 1 V / div.
Lower: VOUT, 18 V, 5 V, 5 ms / div.
Figure 30 – Start-up Profile, 265 VAC, Standby
Load.
Upper: VOUT, 5 V, 1 V / div.
Lower: VOUT, 18 V, 5 V, 5 ms / div.
Figure 31 – Start-up Profile, 90 VAC, Full CC Load.
Upper: VOUT, 5 V, 1 V / div.
Lower: VOUT, 18 V, 5 V, 5 ms / div.
Figure 32 – Start-up Profile, 265 VAC, Full CC
Load.
Upper: VOUT, 5 V, 1 V / div.
Lower: VOUT, 18 V, 5 V, 5 ms / div.
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11.4 5 V负载瞬态响应
11.4.1 采用5 V、500 mA至1500 mA阶跃负载和固定的18 V, 0.67 A DC负载进行5 V瞬态
测试
Figure 33 – 90 VAC, 18 V 0.67 A.
Upper: VOUT, 5 V, 200 mV / div.
Lower: IOUT, 5 V, 1 A, 50 ms / div.
Figure 34 – 115 VAC, 18 V 0.67 A.
Upper: VOUT, 5 V, 200 mV / div.
Lower: IOUT, 5 V, 1 A, 50 ms / div.
Figure 35 – 230 VAC, 18 V 0.67 A.
Upper: VOUT, 5 V, 200 mV / div.
Lower: IOUT, 5 V, 1 A, 50 ms / div.
Figure 36 – 265 VAC, 18 V 0.67 A.
Upper: VOUT, 5 V, 200 mV / div.
Lower: IOUT, 5 V, 1 A, 50 ms / div.
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11.4.2 采用指定负载间档进行5 V瞬态测试
VOUT_5V
5V Load
18V Load
Figure 37 – 90 VAC, 5 V 1 A Dynamic Load and
18 V 0 to 0.67 A Step Load.
Upper: VOUT, 5 V, 100 mV / div.
Lower: IOUT, 18 V, 0.5 A, 5 ms / div.
Figure 38 – 115 VAC, 5 V 1 A Dynamic Load and
18 V 0 to 0.67 A Step Load.
Upper: VOUT, 5 V, 100 mV / div.
Lower: IOUT, 18 V, 0.5 A, 5 ms / div.
Figure 39 – 230 VAC, 5 V 1 A Dynamic Load and
18 V 0 to 0.67 A Step Load.
Upper: VOUT, 5 V, 100 mV / div.
Lower: IOUT, 18 V, 0.5 A, 5 ms / div.
Figure 40 – 265 VAC, 5 V 1 A Dynamic Load and
18 V 0 to 0.6 A Step Load.
Upper: VOUT, 5 V, 100 mV / div.
Lower: IOUT, 18 V, 0.5 A, 5 ms / div.
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11.4.3 采用指定负载间档进行18 V瞬态测试
Figure 41 – 90 VAC, 5 V 1 A Average Load.
Upper: VOUT, 18 V, 1 V / div.
Lower: IOUT, 18 V, 0.5 A, 5 ms / div.
Figure 42 – 115 VAC, 5 V 1 A Average Load.
Upper: VOUT, 18 V, 1 V / div.
Lower: IOUT, 18 V, 0.5 A, 5 ms / div.
Figure 43 – 230 VAC, 5 V 1 A Average Load.
Upper: VOUT, 18 V, 1 V / div.
Lower: IOUT, 18 V, 0.5 A, 5 ms / div.
Figure 44 – 265 VAC, 5 V 1 A Average Load.
Upper: VOUT, 18 V, 1 V / div.
Lower: IOUT, 18 V, 0.5 A, 5 ms / div.
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11.5 输出纹波和噪声测量
11.5.1 纹波测量技巧
For DC output ripple measurements, a modified oscilloscope test probe must be utilized
in order to reduce spurious signals due to pick-up. Details of the probe modification are
provided in the figures below.
The 5125BA probe adapter is affixed with two capacitors tied in parallel across the probe
tip. The capacitors include one (1) 0.1 μF / 50 V ceramic type and one (1) 1.0 μF / 50 V
aluminum electrolytic. The aluminum electrolytic type capacitor is polarized, so
proper polarity across DC outputs must be maintained (see below).
Probe Ground
Probe Tip
Figure 45 – Oscilloscope Probe Prepared for Ripple Measurement.
(End Cap and Ground Lead Removed).
Figure 46 – Oscilloscope Probe with Probe Master 5125BA BNC Adapter. (Modified with wires for probe
ground for ripple measurement, and two parallel decoupling capacitors added).
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11.5.2 在18 V最大负载和5 V 1 A稳态负载下测试18 V纹波
Figure 47 – 18 V Ripple, 90 VAC, Full Load.
Upper: 18 VRIPPLE, 5 ms, 50 mV / div.
Lower: 18 VRIPPLE, 20 μs, 50 mV / div.
Figure 48 – 18 V Ripple, 115 VAC, Full Load.
Upper: 18 VRIPPLE, 5 ms, 50 mV / div.
Lower: 18 VRIPPLE, 20 μs, 50 mV / div.
Figure 49 – 18 VRIPPLE, 230 VAC, Full Load.
Upper: 18 VRIPPLE, 5 ms, 50 mV / div.
Lower: 18 VRIPPLE, 20 μs, 50 mV / div.
Figure 50 – 18 VRIPPLE, 265 VAC, Full Load.
Upper: 18 VRIPPLE, 5 ms, 50 mV / div.
Lower: 18 VRIPPLE, 20 μs, 50 mV / div.
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11.5.3 在18 V最大负载和5 V 1 A稳态负载下测试5 V纹波
Figure 51 – Output Ripple, 90 VAC, Full Load.
Upper: 5 VRIPPLE, 5 ms, 20 mV / div.
Lower: 5 VRIPPLE, 20 μs, 20 mV / div.
Figure 52 – Output Ripple, 115 VAC, Full Load.
Upper: 5 VRIPPLE, 5 ms, 20 mV / div.
Lower: 5 VRIPPLE, 20 μs, 20 mV / div.
Figure 53 – Output Ripple, 230 VAC, Full Load.
Upper: 5 VRIPPLE, 5 ms, 20 mV / div.
Lower: 5 VRIPPLE, 20 μs, 20 mV / div.
Figure 54 – Output Ripple, 265VAC, Full Load.
Upper: 5 VRIPPLE, 5 ms, 20 mV / div.
Lower: 5 VRIPPLE, 20 μs, 20 mV / div.
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12 保护功能
12.1 短路条件下的自动重启动
Pin=0.26 W
Figure 55 – Short-Circuit, 90 VAC.
Upper: VDS, 100 V / div.
Lower: 5 VLOAD, 500 ms, 2 A / div.
Pin=0.3 W
Figure 56 – Short-Circuit, 265 VAC.
Upper: VDS, 200 V / div.
Lower: 5 VLOAD, 500 ms, 2 A / div.
12.2 输出过压保护
Output OVP was tested by connecting a 100 kΩ resistor between CP pin and BP pin
output.
Figure 57 – Output OVP, 265 VAC, Standby Load.
VOUT, 5 V, 1 V, 500 ms / div.
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Figure 58 – Output OVP, 265 VAC, Full Load.
VOUT, 5 V, 1 V, 50 ms / div.
第50页（共56页）
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12.3 电压缓升与电压跌落测试
At full load, AC input was transient from 0 VAC to 120 VAC for brown-in test and from
120 VAC to 0 VAC for brown-out test. Slew rate of input voltage is 12 VAC/S for brown-in
and brown-out test.
Figure 59 – Brown-In Test, Full Load.
Upper: VAC, 200 V / div.
Lower: 5 VOUT, 2 V, 100 ms / div.
Figure 60 – Brown-In Test, Full Load.
Upper: VAC, 200 V / div.
Lower: 5 VOUT, 2 V, 200 ms / div.
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13 输入浪涌
Differential input line 1.2/50 μs surge testing was conducted on a single test unit to
IEC61000-4-5. Input voltage was set at 230 VAC. Resistor loads were used for both
outputs (5 V/1 A and 18 V/0.67 A). Output regulation was verified after the test.
Surge Level
(V)
D.M.
+1000
–1000
C.M.
+2000
–2000
Input Voltage
(VAC)
230
230
230
230
Injection Location
(2Ù source)
L1 to L2
L1 to L2
(12Ù source)
L1, L2 to PE
L1, L2 to PE
90
270
Test Results
(Pass/Fail
# Strikes)
10 Strikes each Level
Pass
Pass
90
270
Pass
Pass
Injection Phase
(°)
14 ESD
ESD passes at 8 KV for contact discharge and 15kV for air discharge, no output glitch
and latch off was found during the test.
Device
Discharge Type
Discharge
Location
+ Output Terminal
Contact
- Output Terminal
LNK6774V
+ Output Terminal
Air
- Output Terminal
Power Integrations
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Voltage
+8 kV
-8 kV
+8 kV
-8 kV
+15 kV
-15 kV
+15 kV
-15 kV
# of
Events
(1/sec)
10
10
10
10
10
10
10
10
Remarks
PASS
PASS
PASS
PASS
PASS
PASS
PASS
PASS
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15 满载下的EMI测试
At 115 VAC and 230 VAC, conducted emissions tests were performed at full load
(0.67A DC load for 18 V and 1 A DC load for 5 V). Composite EN55022B / CISPR22B
conducted limits are shown. All the tests show excellent EMI performance.
Figure 61 – Conducted EMI at 115 VAC 60 Hz, Full Load, Output Return Connected to Ground.
Figure 62 – Conducted EMI at 115 VAC 60 Hz, Full Load, Output Return Connected to Artificial Hand.
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Figure 63 – Conducted EMI at 230 VAC 60 Hz, Full Load, Output Return Connected to Ground.
Figure 64 – Conducted EMI at 230 VAC 60 Hz, Full Load, Output Return Connected to Artificial Hand.
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