DI-151参考设计PeakSwitch

DI-151参考设计
PeakSwitch
®
音频放大器电源
应用
器件
输出功率
输入电压
输出电压
拓扑结构
音频
PKS605PN
24 W, 36 W峰值
90 – 265 VAC
12 V
反激式
电容C3去耦U1的旁路(BP)引脚,该引脚是IC的内部调节供电点。
设计特色
•
通用输入电压范围
变压器T1(引脚4和5)、D6、C5及R3上的偏置绕组用于在启动
•
效率符合CEC/能源之星2008的要求
后为U1提供工作电流。
•
•
•
效率为80%(要求为78%)
•
空载功耗低,小于150 mW
D5、R2、R9、C4及VR2共同构成箝位电路。MOSFET关断后,变压
符合CISPR-22/EN55022 B传导EMI限制,EMI裕量大于10 dBμV
器的漏感会引起漏极节点的电压尖峰。尖峰幅值受电容C4限制。
(见图3)
在每个周期内电容C4通过电阻R9及VR3导通放电。这种设计的好
集成的安全及可靠性能:
处是:在低频率工作(轻载)期间,电容器的放电电压被控制到
•
•
精确的、自动恢复且具有迟滞特性的过热关断功能使PCB板
VR2的稳压电压之上,同时可以提高空载效率。由于在二极管
的温度在各种条件下均维持在安全范围内
D5导通时T1漏感与C4之间会产生谐振,所以电阻R2可用来抑制
在输出短路及反馈环路开环时进入到自动重启动保护状态
过度振荡。
工作原理
选择使用简单、低成本的参考齐纳二极管的光耦器反馈可用来实
图1所示的隔离反激式转换器是一个通用输入12 V、2 A (24 W)电
现输出稳压。与输出电压成正比例的反馈电流流经光耦二极管
W的峰值功率并
(U2A)。在初级侧,光敏晶体管(U2B)驱动小型信号晶体管Q2,进
维持一段时间。差模EMI滤波由C1、C2、C10及L1提供。共模
而将电流从EN/UV引脚拉出。在每个周期开始前,PeakSwitch控
EMI滤波由L1、L2、C8及C13提供。
制器都会检测此EN/UV引脚电流。如果电流超过240 μA,该周期
源,该电源能够在一个较短时间内提供高达36
C8
1 nF
250 VAC
C9
1 nF
1 kV
R8
22 7
L3
VR2
BZY97C150
150 V
3
R2
100 7
8
2
D1
1N4007
D3
1N4007
NC NC
C4
1 nF
1 kV
R9
1 k7
T1
EE25
90 - 265
VAC
Q1
S2004VS2
R7
510 7
VR1
BZX79-B11
11 V
2%
C11
470 uF
25 V
7.5 MH
RTN
10 mH
R3
4.7 k7
D
D4
1N4007
L2
C7
2200 MF
16 V
C13
1 nF
250 VAC
C5
47 MF
35 V
PeakSwitch
U1
PKS605PN
D2
1N4007
R6
22 7
VR3
1N5245B
15 V
C2
47 MF
400 V
C1
33 MF
400 V
C10
100 nF
275 VAC
D8
1N4007
C12
100 nF
50 V
D6
1N4148
L1
1.5 MH
D7
SB5100
4
5
D5
FR106
F1
2A
12 V, 2 A
10
1
R4
510 7
U2B
PC817A
EN/UV
BP
S
C3
100 nF
50 V
Q2
2N3904
R10
17
U2A
PC817A
D9
1N4148
PI-4849-092507
图 1. 24 W连续输出、36 W峰值的音频放大器电源,以PKS605PN为设计核心
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September 2007
80
设计要点
70
如果要求的峰值功率时间较短,可以使用相同的变压器磁芯设
计出更高的峰值输出功率。
•
使用消弧电路(D8、Q1、VR3、C12及R7)提供输出过压保护
(OVP)。电容C12和R7提供延迟功能,防止误触发晶闸管Q1。
•
晶体管Q2和相关电路(R10、D9)用于提高光耦器的增益和减
少连续使能或禁止的开关周期组。
•
在箝位电路中使用快速阻断二极管(D5),例如FR106或FR107。
50
40
30
20
10
确保二极管的反向恢复时间不超过500 ns。这些速度较慢的二
0
极管可以有效地重新利用储存在C4中的箝位能量,从而提高空
-10
载效率。
-20
0.15
•
使用一个外部散热片来降低U1的温升。
•
磁芯大小和绕组线径大小(见表1)是根据峰值功率的平均值
1.0
10.0
30.0
Frequency (MHz)
图 3. 在230 VAC交流输入且输出端接地最差情况下测得的传导EMI
和连续输出功率的平均值进行选择的。
•
60
Amplitude (dBµV)
•
PI-4888-111207
的开关周期将被禁止。
根据峰值输出功率选择初级和次级绕组的匝数和初级电感值
(见表1)。
变压器参数
PI-4887-111207
120
Input Power (mW)
100
磁芯材料
EE25 NC-2H or equivalent,
gapped for ALG of 148 nH/t²
骨架
EE25, 10 pin, Vertical
绕组详情
Bias: 6T × 4, AWG28, tape
½ Primary: 20T × 1, AWG25, tape
Shield: 1T Copper Foil 2 mils thick, 3 layers tape
32 V: 5T × 2, AWG23, TIW, 3 layers tape
Shield: 1T Copper Foil 2 mils thick, tape
½ Primary: 20T × 1, AWG25, 2 layers tape
绕组顺序
Bias (4–5), Primary (2–3), Shield (1-NC),
12 V (10-8), Shield (1-NC), Primary (3–1)
初级电感量
280 μH, ±5%
初级谐振频率
1.2 MHz (minimum)
漏感
4.5 μH (maximum)
80
60
40
20
0
90
125
160
195
Input Voltage (VAC)
图 2. 空载输入功率随AC输入电压的变化
230
265
表 1. 变压器参数。(TIW = 三层绝缘线,NC = 无连接,)
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A
09/07
DI-151