DI-162参考设计 TOPSwitch-HX ® 机顶盒电源 应用 器件 输出功率 输入电压 输出电压 拓扑结构 机顶盒 TOP257PN 30 W 85 – 265 VAC 12 V 反激式 外部散热器件，降低成本。该转换器用作机顶盒电源的外部适配 设计特色 • 成本低，元件数量少，小巧轻便型电源 器（其中后续的多路输出转换由几个DC/DC直接在内部执行）， • 极高能效 它通常要求较低的待机和空载功耗。 • 空载和待机功耗低 • AC输入通过D4–D7进行整流、通过C6和C11滤波和然后接到初 在265 V交流输入时的空载功耗小于250 mW • 在50 °C环境下工作时输出功率为30 W，无需使用外部散热片 • 集成的安全及可靠性能： • • 级侧功率元件T1和U2上。C5、C12和共模扼流圈L2提供EMI 滤波。热敏电阻RT1可以限制流入输入AC电路的浪涌电流。 精确的自动恢复且具有迟滞特性的过热关断功能使PCB板的 为了优化各种负载下的效率，U2需要在多种模式下工作。从空载到 温度在各种条件下均维持在安全范围内 满载，这四种模式分别是：多周期调制、固定频率PWM (30 kHz)、 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 多频率PWM以及固定频率PWM (66 kHz)。在所有模式下，控制器 • 出色的输入电压调整率和负载调整率 均会保持占空比和控制引脚电流之间的线性关系，以实现各模式 • 符合EN55022和CISPR-22 Class B的传导EMI要求，EMI裕量 之间的无缝切换。二极管D3、C2、R1和VR1形成初级箝位电路， >10 dBμV 确保U2漏极节点上的最大电压低于700 V。 工作原理 T1次级侧产生的电压经D1整流和C3滤波后输出电压为12 V。将 图1所示的隔离反激式转换器以TOPSwitch-HX IC系列中的TOP257PN LC后级滤波器（C4，L1）连接至此输出端可以降低开关频率输 (U2)为设计核心。选择P封装（8脚DIP封装）的器件，可无需使用 出纹波。 C12 1 nF 250 VAC D4-D7 1N4007 VR1 P6KE200A R1 100 7 0.5 W L2 27 mH C5 100 nF 275 VAC C11 100 nF 630 V MOV 275 VAC F1 3.15 A t O 85 - 265 VAC RT1 16 7 D1 UG4D 1 2 7 3 6 D3 UF4005 C6 68 MF 400 V TOPSwitch-HX U2 TOP257PN M D CONTROL C9 100 nF 50 V R7 6.8 7 C10 47 MF 16 V C4 220 MF 25 V 12 V, 2.5 A RTN D2 BAV20 C13 10 MF 50 V U3B PC817A R9 560 7 R3 330 7 U3A LTV817A C S L1 4.7 MH 5 4 T1 EF25 C3 1000 MF 25 V U4 TL431 2% R4 2 k7 0.125W C8 100 nF R5 20 k7 1% R6 3.3 k7 R8 6.11 k7 1% PI-4858-110807 C2 1 nF 1 kV 图 1. 使用TOP257PN的30 W机顶盒电源的电路设计 www.powerint.com November 2007 电流。反馈到U4的低频信号来自R5和R8分压电路。此电路的中心点 70 与U4的2.5 VREF引脚相连。电容C8和电阻R6降低了U4的高频增益。 60 电阻R9设定环路增益。 设计要点 • 将RCD箝位（C2、R1和D3）设计为正常工作模式，使轻载时 的效率达到最高。齐纳二极管VR1提供预设的最大箝位电压， 通常在出现负载瞬态或过载时导通。 • PI-4860-102507 80 Amplitude (dBµV) 使用TL431参考电压(U4)控制输出电压。电阻R4为U4提供偏置 50 40 30 20 10 0 可用如FR106的快速恢复二极管代替D3，以增加漏感能量恢复 和提高效率。 -10 • 本设计中，电源工作模式为连续模式，KP值为0.5。 • M引脚短接到源引脚，将限流点设定为与内部器件限流点相同。 -20 0.15 1.0 10.0 30.0 Frequency (MHz) 图 3. 最差情况下的传导EMI (230 VAC)，假手连接到输出RTN PI-4859-110107 Output Voltage Variation (%) 3 2.5 2 1.5 85 VAC 265 VAC 1 变压器参数 磁芯材料 EF25 NC-2H or equivalent, gapped for ALG of 141 nH/t2 骨架 EF25, 10 pin, Horizontal 绕组详情 Primary: 41T × 1, 0.32 mm, tape Bias: 15T × 2, 0.32 mm, 3 layers, tape 12 V: 12T × 3, 0.40 mm (TIW), 3 layers tape Primary: 41T × 1, 0.32 mm, 2 layers tape 绕组顺序 Primary-1 (3-2), Bias(5-4), 12 V (7-6), Primary-2 (2–1) 初级电感量 1030 mH, ±10% 初级谐振频率 700 kHz (minimum) 漏感 30 mH (maximum) 0.5 0 0 20 40 60 80 % Of Full Load 图 2. 最差情况下的输入电压调整率和负载调整率 100 120 表 1. 变压器参数。（TIW = 三层绝缘线） Power Integrations 5245 Hellyer Avenue San Jose, CA 95138, USA. Main: +1 408-414-9200 Customer Service Phone: +1-408-414-9665 Fax: +1-408-414-9765 Email: [email protected] Power Integrations reserves the right to make changes to its products at any time to improve reliability or manufacturability. Power Integrations does not assume any liability arising from the use of any device or circuit described herein. POWER INTEGRATIONS MAKES NO WARRANTY HEREIN AND SPECIFICALLY DISCLAIMS ALL WARRANTIES INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, AND NON-INFRINGEMENT OF THIRD PARTY RIGHTS. The products and applications illustrated herein (transformer construction and circuits external to the products) may be covered by one or more U.S. and foreign patents or potentially by pending U.S. and foreign patent applications assigned to Power Integrations. A complete list of Power Integrations' patents may be found at www.powerint.com. Power Integrations grants its customers a license under certain patent rights as set forth at http://www.powerint.com/ip.htm. On the Web www.powerint.com The PI logo, TOPSwitch, TinySwitch, LinkSwitch, DPA-Switch, PeakSwitch, EcoSmart, Clampless, E-Shield, Filterfuse, StackFET, PI Expert and PI FACTS are trademarks of Power Integrations, Inc. Other trademarks are property of their respective companies. ©2007, Power Integrations, Inc. A 11/07 DI-162