Высокоэффективное CVCC зарядное устройство для USB-устройств

Применение: Зарядное устройство (ЗУ) для USB-устройств.
Микросхема: LNK363DN
Выходная мощность: 2.75 W
Диапазон входных напряжений: 90-264 V AC
Выходное напряжение: 5 V
Топология: обратноходовая

Преимущества дизайна.
 

• Стандартный выходной USB коннектор
• Высокий КПД (>60% при полной нагрузке)
• Соответствует стандарту CECEnergy Star 2008 по уровню КПД (63% против требуемых 59.1%)
• Низкая потребляемая мощность при отсутствии нагрузки (<20 mW при 230 V AC)
• Хорошие характеристики CVCC в зависимости от температуры.
• Соответствует всем спецификациям по USB ЗУ.
• Соответствует стандарту CISPR-22/EN55022B с запасом >10 dBuV без использования Y-конденсатора

Рис. 1

Работа ИП.

Схема, показанная на рис.1 основывается на микросхеме семейства LinkSwitch-XT. Схема генерирует на выходе изолированное постоянное напряжение 5 V, 550 mA в режиме CVCC (constant voltageconstant current). Типовое применение - это зарядка портативных устройств с USB интерфейсом, таких как: сотовые телефоны, аудиовидео плееры, цифровые камеры и пр.

Диоды D1-D4 вместе с С1 и С2 выпрямляют и сглаживают входное переменное напряжение. Фильтрация дифференциальных ЭМИ осуществляется фильтром на С1, С2, L1, L2. Встроенная функция frequency jitter вместе с технологией намотки трансформатора E-Shield позволяют использовать простую схему подавления помех даже без использования Y-конденсатора (см. рис. 3). Цепь D6, R1, R2, C3 - ограничивает максимальное пиковое напряжение на стоке транзистора менее 700 вольт. Резистор R2 подавляет высокочастотный звон и соответственно понижает уровень ЭМИ. Резистор R3 и емкость С5 формируют снабберную цепь для подавления звона выпрямительного диода во вторичной цепи.

Выходное напряжение в режиме CV регулируется стабилизатором U2. Резисторами R6 и R8 (1%) устанавливается выходное напряжение в 5 V. Резистор R7 и С7 обеспечивают компенсацию обратной связи. Режим СС обеспечивается шунтовыми резисторами R4 и R9. Резистор R5 ограничивает ток оптопары при переходных процессах и обеспечивает питанием U2. В необходимой точке напряжение на R4 и R9 превышает падение напряжение на оптопаре, соответственно ИП переходит из режима CV в режим СС согласно характеристике на рис. 2.

Рис. 2

Рис. 3

Ключевые точки дизайна.

Проверяйте, чтобы максимальное напряжение на стоке транзистора примаксимальном входном напряжении и нагрузке было <650 Вольт. Если необходимо измените номиналы R1 и С3. При этом старайтесь не сильно уменьшать R1 и увеличивать С3, так как в этом случае увеличиться потребляемая мощность на холостом ходу.

В качестве диода D6 используйте пассивированные стеклом диоды (glass passivated), если они недоступны, заменой им может послужить диоды класса fast (например FR107). Это очень хорошо сказывается на КПД источника питания.

Для лучшей стабилизации по напряжению в качестве U2 был выбран 1% стабилизатор.

Для создания трансформатора используйте PI XLS, убедитесь что BM<1500 Gauss (150 mT) для минимизации аудиошумов.

www.powerint.ru
Бандура Геннадий