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2018.03.08 AC/DC

电源IC的选择和设计案例

非隔离型降压转换器的设计案例

关于非隔离型AC/DC转换器设计,已经介绍了基本工作等,接下来进入实际设计。首先选择该设计使用的电源IC。在其他章节也提到过多次,无论哪家电源制造商,进行电源电路的设计多会用到电源IC。因此,为了满足对电源规格的要求,使用什么样的电源IC已经越来越重要。

设计使用的电源IC

选择电源IC的前提是确立电源的输入输出电压和负载电流等。此次列举的非隔离型以及本AC/DC设计篇最开始列举的隔离型反激式转换器的方法都是一样的。本章的目的在于了解前面的隔离型反激式转换器设计与非隔离型降压转换器设计的区别,因此关于前者的详细介绍请参考“AC/DC设计篇:AC/DC PWM方式反激式转换器设计手法”的“设计步骤”、“电源规格的决定”“IIC的选择”。

接下来,在此仅简单地列出此次设计相关的输入条件和输出条件。

・输入电压:90VAC~264VAC
・输出:20V/0.2A (4W)

以这些条件为基础,以考虑到所需效率和各种相关功能及保护功能等为前提,来设计实用下述电源IC的降压转换器。

〈BM2P094F:内置650V MOSFET的AC/DC转换器用IC〉

■ 特点

  • ・内置650V 开关MOSFET
  • ・内置650V 启动电路
  • ・PWM 频率65kHz
  • ・跳频功能
  • ・电流模式方式<
  • ・轻负载时突发脉冲工作 / 降频功能
  • ・VCC 引脚 低电压保护 / 过电压保护
  • ・SOURCE引脚开路保护 / 短路保护
  • ・SOURCE引脚Leading-Edge-Blanking功能
  • ・每周期过电流限制功能
  • ・过电流限制AC校正功能
  • ・软启动功能
  • ・支持绝缘和非绝缘
  • ・2次侧过电流保护(绝缘构造时)
  • ・工作电源电压范围
    VCC:8.9V~26.0V
    DRAIN: ~ 650V

  • ・工作电流
    通常时:0.50mA (Typ.)
    突发脉冲时:0.40mA(Typ.)

  • ・工作温度范围
    -40℃ ~ +105℃

  • ・封装:SOP8 4.90mm×3.90mm
  • ・MOSFET 导通电阻:8.5Ω(Typ.)
  • ・最大输出功率:5W

■ 应用
AC适配器、TV、各种家电(吸尘器、加湿器、空气净化器、空调、冰箱、IH烹调炉、电饭煲等

另外,下面是选择这款IC的要点,换句话说,是选择IC时的关键之处。

  • ①支持非绝缘电路。
  • ②内置开关MOSFET,
       可节省MOSFET选型精力,元器件数量也更少。
  • ③输入输出规格覆盖电源规格。
  • ④电流模式类型,控制更易稳定
  • ⑤内置启动电路,低功耗型
  • ⑥搭载轻负载时也可保持高效率的功能
  • ⑦保护功能完善
  • ⑧小型封装,可达5W(要求规格为4W)

右侧为此款IC的内部电路方框图,仅供参考。但是,外部电路是隔离型反激式转换器的电路示例。请与后面给出的此次的电路–非隔离型降压转换器的电路比较一下。

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BM2P094F的内部电路方框图(点击放大)

非隔离型降压转换器(不连续模式)的设计案例

下面的电路图是此次的非隔离型降压转换器的电路示例。

非絶縁型バックコンバータの回路事例

如前所述,输入电压为90VAC~264VAC,输出为20V/0.2A(4W)。AC输入被二极管桥式整流,直接通过IC内置的MOSFET开关。然后,由D4再次整流,经L1和C5滤波后成为DC输出。用来稳定的输出电压反馈是经过光耦的,如图所示,输入和输出没有绝缘。

此外,工作采用不连续模式。这如前面的“ 降压转换器的基本工作及不连续模式和连续模式”中所述,在输出功率较小的AC/DC降压转换器中较为普遍。
下一章开始将对组成该电路的主要元器件的选型和常数计算进行解说。

关键要点:

・选择满足电源规格的电源IC是设计的开始。

・了解与隔离型的电路区别。

非隔离型降压转换器的设计案例