DI-123参考设计TinySwitch-III - Power Integrations - AC

DI-123参考设计
TinySwitch-III
®
9.65 W,用于住宅供暖控制的双输出电源
应用
器件
输出功率
输入电压
输出电压
拓扑结构
家用供暖控制
TNY275PN
9.65 W
185 - 265 VAC
5 V / 0.25 A, 24 V /
0.35 A
反激式
U1内部集成的MOSFET对变压器T1的初级进行开关操作。每次导
设计特色
•
设计简单、低成本、只有38个元件
通时,初级电流斜坡开始上升,在达到内部限流点时,MOSFET
•
低空载功耗:230 VAC输入时的空载功耗<150 mW
被关断。这样变压器T1储存的能量被传送到次级,并被D1、
•
满足CEC/能源之星对带载工作的效率要求和空载时的功耗
C2和D4、C5整流滤波。初级RCD箝位(D8、C4、R1和R8)限
要求
制了变压器漏感引起的峰值漏极电压尖峰。
•
两个输出都具有很好的交叉调整率
•
在没有输入X或Y电容或输入共模电感的情况下,EMI满足
PI公司的E-Shield™变压器结构技术、RCD箝位、缓冲电路
CISPR-22 Class B/EN55022 B的要求
(R11和C14)、一个简单π型滤波(C7、C8、L1和L5)和
TinySwitch-III系列的频率抖动功能,提供了很好的EMI裕量,即使
工作方式
输出回路连接到安全地亦如此(看图3)。
图1所示的反激式变换器使用TNY275PN(U1)来提供两路输出:
5 V/250 mA和14 V/350 mA。典型应用是住宅供暖控制器(炉子)
设计要点
或其他要求有两路输出的应用。C11的取值决定了使用U1的增大
•
对两个次级绕组的匝比进行优化,从而调整输出电压的中心点。
限流点,可以输出9.65 W的功率。
•
D8使用快速管代替超快管使一部分漏感能量回送,提高了效率。
R10
10 Ω C13
1/2 W 470 pF
C4
1 nF
1 kV 1
L2
330 µH
D1 UF4003
R8
75 kΩ
D2
1N4937
185-265
VAC
C7
10 µF
400 V
D4 1N5819
D8
FR106
C8
10 µF
400 V
D
R11
100 Ω
N
EN/UV
C14
33 pF
1 kV
L5
FB
C12
47 µF
35 V
L3
FB
8, 9
RTN
TinySwitch-III
U1
TNY275PN
R2
47 Ω
BP/M
C15
0.1 µF
50 V
5 V, 250 mA
C6
100 µF
16 V
EF20
U2
PC817A
R12
30 Ω
D7
1N4007
24 V, 350 mA
C5
330 µF
10 V
S
D5
1N4937
C2
220 µF
35 V
R1
100 Ω
L
F1
1A
6
3
D3
1N4007
L4
FB
T1 10
C11
10 µF
50 V
L3, L4 and L5 are
3.5 mm × 10 mm
Ferrite beads.
R3
15 kΩ
1%
R9
261 kΩ
1%
R4
1 kΩ
C10
R5
100 nF 3.3 kΩ
U3
LM431
2%
R6
10 kΩ
1%
PI-4495-122007
图 1. 使用TinySwitch-III的9.65 W住宅供暖控制器电源
www.powerint.com
December 2007
•
为了得到最低的空载功耗,R8的值要尽量大、C4的值要尽量小。
然而要在高压、最大过载点条件下校验漏极电压<650 V。
80
70
选择变压器线径以使每一层绕线覆盖整个骨架。这降低了漏感
•
在PI Transformer Designer软件中使用option选项增加E-Shield绕
50
组来减小传导EMI噪音的产生。
40
为了进一步降低空载功耗,使用可选的偏置绕组给U1的BP/M
脚提供数据手册上给出的额定电流(通过一个串连电阻)。
5
50-250
-10
24
88-350
-20
0.15
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
79
磁芯材料
EF20 TDK PC40, or equivalent, gapped for ALG
of 323 nH/t²
骨架
EF20, 10 pin (5+5), horizontal pin shine P-2015
or equivalent
绕组细节
Shield: 15T, 2 × 31 AWG
Primary: 36T + 35T, 33 AWG
Shield: 4T, 5 × 29 AWG
5 V: 3T, 4 × 26 AWG T.I.W.
24 V: 11T, 26 AWG T.I.W.
(4 × 26 AWG = quadfilar 26 AWG)
绕线顺序(引脚号)
Apply 2 mm tape margin to both sides of bobbin
Shield (1-NC), tape, Primary (3-1), Shield (NC-1),
5 V (6-8), 24 V (10-6)
电感
Primary: 1.62 mH, ±10%
Leakage: 50 mH (maximum)
初级谐振频率
800 kHz (minimum)
75
265
AC Input Voltage (V)
图 2. 满载效率与输入电压的曲线
100.0
变压器参数
76
245
10.0
图 3. 230 VAC最差情况下的传导EMI。满载、输出回路接地
77
225
1.0
MHz
78
205
AV
0
2
PI-4497-090506
80
185
QP
10
调整率 (%)
-1.5
AV
20
负载范围
(mA)
-2
QP
30
输出
(V)
表 1. 185 VAC时最差情况下的输出交叉调整率。输出负载变化如上所示并记录了最
大偏差
Efficiency (%)
dBµV
•
EN55022B Limits
60
并改善了输出交叉调整率。
PI-4496-090706
•
表 2. 变压器结构信息变压器设计参数(AWG = 美国绕线规格,TIW = 三层绝
缘线,NC = 无连接)
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B
12/07
DI-123