Краткая спецификация:
- Входное напряжение: 85-265 VAC
- Выходное напряжение: 12 В
- Выходной ток: 300 mA Применение:
- Светодиодные осветители
- Автор: департамент по применению Power Integrations
- Номер документа: RDR-131
Особенности дизайна:
- Очень малый форм фактор, т.е. плата помещается в стандартный цоколь обычной электрической лампы накаливания.
- Схема работает в универсальном диапазоне входных напряжений (90-265 VAC)
- Схема соответствует требованиям EN55022B
- Светодиоды запитываются постоянным током.
- Есть встроенная защита от превышения входного напряжения
- Низкое число элементов схемы (всего 25).
- Неизолированная схема позволяет использовать стандартный дроссель вместо трансформатора.
Внешний вид источника питания.
Спецификация источника питания:
|
Описание |
Обозначение |
Мин. |
Норма |
Макс. |
Ед. изм |
|
Вход Напряжение Частота Потребление на х.х. |
Vin fline |
85 47 |
50/60 |
265 64 - |
VAC Hz W |
|
Выход Напряжение Пульсация Ток Продолжительная мощность |
Vout1 Vripple1 Iout1 Pout |
- |
10 0.3 |
3 |
V mV A W |
| КПД | n |
- |
62 |
- |
% |
|
Уровень ЭМИ Безопасность |
- |
Соответствует EN55022B/CISPR22B Неизолирован!! |
|||
| Рабочая температура окр. среды | Tamb |
0 |
- |
40 |
C |
Схема источника питания:
1) Плата фильтра.
2) Плата конвертера.
Описание работы.
1. Конфигурация и особенность сборки.
Источник питания сконфигурирован как неизолированный buck преобразователь. Так как он должен соответствовать форм фактору обычной электрической лампы накаливания, источник питания был разделен на две соединенные между собой платы. Экран Фарадея (третья плата) - устанавливается между первыми двумя. Экран соединен электрически с платой преобразователя. Это было сделано для того, чтобы соблюдались требования по ЭМИ. Экран представляет собой одностороннюю печатную плату (с медным покрытием с одной стороны) такого же размера как и остальные платы.
2. Входной выпрямитель.
Плавкий резистор (RF1) номиналом 10 Ом, перегорит, чтобы предохранить источник питания от выхода из строя в аварийной ситуации. Входное напряжение и ток выпрямляются мостовым выпрямителем BR1. П-образный фильтр (C1, L1 и С2) сглаживает выпрямленное напряжение.
3. LinkSwitch-TN
Для проектирования данного источника питания была использована программа PIXLS. При запитывании светодиодов конвертер работает в режиме постоянного тока. Преобразователь состоит из встроенного в микросхему MOSFET ключа, диода D3, выходного дросселя L2, и выходной емкости С3. Для диода D3 был выбран диод класса Ultra Fast MURS160T3 для минимизации бросков напряжения на MOSFET транзисторе при включении. Остальные компоненты схемы призваны обеспечить необходимый ток в нагрузке.
4 Обратная связь.
Для регулирования мощности в нагрузке, микросхемы серии LinkSwitch-TN используют релейный метод работы. Во время каждого рабочего цикла ток стока сравнивается с установленным внутри уровнем ограничения. Когда ток вывода FEEDBACK (FB) превышает 49 uA, следующий рабочий цикл пропускается. Путем регулирования совершенных и пропущенных рабочих циклов, микросхема регулирует уровень мощности, поступающий в нагрузку.
В данном дизайне используется регулировка как по току так и по напряжению. Токовая регулировка работает стабилизирует ток светодиодов во время работы схемы, в то время как регулировка по напряжению используется в тех случаях, когда нагрузка отключена (например при тестировании схемы при производстве).
Во время отключения U1, напряжение, которое падает на С2 равно выходному напряжению за вычетом падения напряжения на диодах. В данном случае использовались 2 последовательно включенных диода D1 и D2 (по 250 вольт каждый) из соображений экономии места. Можно использовать один диод на 600 вольт, в этом случае напряжение на С2 будет равно выходному.
Это напряжение делится делителем на R7 и R1 таким образом что когда на выходе будет порядка ~12 вольт, на выводе FB будет 1,65 Вольта.
Разводка печатного узла:
(плата фильтра)
(плата преобразователя)
Перечень элементов.
Плата фильтра.
|
Номер |
Кол-во |
Обозн. |
Номинал |
Описание |
Part number |
Производитель |
|
1 |
1 |
BR1 |
MB6S |
600 V, 0.5 A, Bridge Rectifier, SMD, TO-269AA |
MB6S |
Vishay |
|
2 |
2 |
C1 C2 |
4.7 uF |
4.7 uF, 380 V, Electrolytic, (8 x 11.5) |
XX380VB4R7M8 X11LL |
Nippon Chemi-Con |
|
3 |
3 |
J1 J2 J3 |
PCB Terminal |
PCB Terminal Hole, 22 AWG |
N/A |
N/A |
|
4 |
0,08 фута |
JP1 |
- |
Wire Jumper, Noninsulated, 22 AWG, 0.6 in |
298 |
Alpha |
|
5 |
1 |
L1 |
1000 uH |
1000 uH, 0.21 A, 5.5 x 10.5 mm |
SBC1-102-211 |
Tokin |
|
6 |
1 |
RF1 |
10 |
10 R, 2.5 W, Fusible/Flame Proof Wire |
CRF253-4 10R |
Vitrohm |
|
7 |
0,17 фута |
W1 |
- |
Wire Jumper, Noninsulated, 22 AWG |
298 |
Alpha |
|
8 |
0,07 фута |
W2 |
- |
Wire Jumper, Noninsulated, 22 AWG |
298 |
Alpha |
|
9 |
0,03 фута |
W3 |
- |
Wire Jumper, Noninsulated, 22 AWG |
298 |
Alpha |
|
10 |
0,07 фута |
SJP1 |
- |
Teflon Tubing for 22 AWG wire |
TFT-200-22 |
Alpha |
|
11 |
0,15 фута |
SW1 |
- |
Teflon Tubing for 22 AWG wire |
TFT-200-22 |
Alpha |
|
12 |
0,06 фута |
SW2 |
- |
Teflon Tubing for 22 AWG wire |
TFT-200-22 |
Alpha |
Плата преобразователя.
|
Номер |
Кол-во |
Обозн. |
Номинал |
Описание |
Part number |
Производитель |
| 1 | 3 | C4 C5 (C1 & C2 on PCB) C6 |
100 nF | 100 nF 25 V, Ceramic, X7R, 0603 | ECJ-1VB1E104K | Panasonic |
| 2 | 1 | C3 | 2.2 uF | 2.2 uF, 25 V, Ceramic, X7R, 1206 | ECJ-3YB1E225K | Panasonic |
| 3 | 2 | D1 D2 | BAV21WS-7-F | 200 V, 0.2 A, Fast Switching, 50 ns, SOD-323 | BAV21WS-7-F | Diode Inc. |
| 4 | 1 | D3 | MURS160T3 | 600 V, 1 A, Ultrafast Recovery, 35 ns, SMB Case |
MURS160T3G | On Semi |
| 5 | 2 | J1 J2 | PCB Terminal 22 AWG |
PCB Terminal Hole, 22 AWG | N/A | N/A |
| 6 | 1 | L2 | 1000 uH | 1000 uH, 0.3 A | l03316-102-RM | ICE |
| 7 | 1 | Q1 | MMST3904 | NPN, Small Signal BJT, 40 V, 0.2 A, SOT-323 | MMST3904-7-F | Diodes Inc |
| 8 | 1 | Q2 | MMST3906 | PNP, Small Signal BJT, 40 V, 0.2 A, SOT-323 | MMST3906-7 | Diodes Inc |
| 9 | 2 | R1 R9 | 4.7 k | 4.7 k, 5%, 1/10 W, Metal Film, 0603 | ERJ-3GEYJ472V | Panasonic |
| 10 | 3 | R3 R4 R6 | 10 k | 10 k, 5%, 1/10 W, Metal Film, 0603 | ERJ-3GEYJ103V | Panasonic |
| 11 | 1 | R7 | 30 k | 30 k, 5%, 1/10 W, Metal Film, 0603 | ERJ-3GEYJ303V | Panasonic |
| 12 | 1 | R8 | 2 | 2 R, 5%, 1/4 W, Metal Film, 1206 | ERJ-8GEYJ2R0V | Panasonic |
| 13 | 1 | R10 | 12 | 12 R, 5%, 1/10 W, Metal Film, 0603 | ERJ-3GEYJ120V | Panasonic |
| 14 | 1 | R11 | 1 k | 1 k, 5%, 1/4 W, Metal Film, 1206 | ERJ-8GEYJ102V | Panasonic |
| 15 | 1 | U1 | LNK306D | LinkSwitch-TN, LNK306D, SO-8 | LNK306D | Power Integrations |
| 16 | 0,17 фута | W2 | - | Wire jumper, non insulated, 22 AWG | 298 | Alpha |
| 17 | 0,17 фута | W3 | - | Wire jumper, non insulated, 22 AWG | 298 | Alpha |
| 18 | 0,17 фута | W4 | - | Wire jumper, non insulated, 22 AWG | 298 | Alpha |
| 19 | 0,15 фута | SW3 | - | Teflon Tubing for 22 AWG wire | TFT-200-22 | Alpha |
| 20 | 0,15 фута | SW4 | - | Teflon Tubing for 22 AWG wire | TFT-200-22 | Alpha |
| 21 | 1 | J3 | CON1 | Test Point, RED, Miniature THRU-HOLE MOUNT | 5000 | Keystone |
| 22 | 1 | J4 | CON1 | Test Point, RED, Miniature THRU-HOLE MOUNT | 5001 | Keystone |
Графики работы источника питания.
КПД измерен для разных входных напряжений и сведен в таблицу.
|
Uвх |
КПД |
|
85 |
0,642 |
|
115 |
0,639 |
|
220 |
0,588 |
|
265 |
0,562 |
Зависимость КПД от входного напряжения.
Нестабильность выходного тока от входного напряжения.
Тепловые характеристики.
Для этих замеров источник питания был смонтирован в корпус лампы и замерялась температура вывода Source LNK306DN. Температура окружающей среды составляла 25 С. Нагрузкой источника питания служили 3 светодиода, общей мощностью 3W.
|
Uвх |
Температура вывода Source |
|
85 |
81 |
|
115 |
82 |
|
230 |
97 |
|
265 |
103 |
Эти результаты показывают, что возможно понадобится дополнительный радиатор для охлаждения микросхемы.
Уровень наведенных ЭМИ.
Измерения были сделаны с нагрузкой источника питания на 3 светодиода. Худший случай наблюдается при входном напряжении 265 VAC, где запас составил 7 dBuV
Геннадий Бандура
Бренд-менеджер Power Integrations
Макро Групп
