電源設計技術資訊網站

電源設計支援工具   English   简体中文   日本語   한국어

AC/DC

非隔離型降壓轉換器的設計案例

電源IC的選擇和設計案例

關於非隔離型AC/DC轉換器設計,已經介紹了基本工作等,接下來進入實際設計。首先選擇該設計使用的電源IC。在其他章節也提到過多次,無論哪家電源製造商,進行電源電路的設計多會用到電源IC。因此,為了滿足對電源規格的要求,使用什麼樣的電源IC已經越來越重要。

設計使用的電源IC

選擇電源IC的前提是確立電源的輸入輸出電壓和負載電流等。此次列舉的非隔離型以及本AC/DC設計篇最開始列舉的隔離型返馳式轉換器的方法都是一樣的。本章的目的在於瞭解前面的隔離型返馳式轉換器設計與非隔離型降壓轉換器設計的區別,因此關於前者的詳細介紹請參考“AC/DC設計篇:AC/DC PWM方式返馳式轉換器設計手法”的“設計步驟”、“電源規格的決定”“IC的選擇”。

接下來,在此僅簡單地列出此次設計相對的輸入條件和輸出條件。

・輸入電壓:90VAC~264VAC
・輸出:20V/0.2A (4W)

以這些條件為基礎,以考慮到所需效率和各種相對功能及保護功能等為前提,來設計實用下述電源IC的降壓轉換器。

<BM2P094F:內建650V MOSFET的AC/DC轉換器用IC>

■ 特點

  • ・內建650V 開關MOSFET
  • ・內建650V 啟動電路
  • ・PWM 頻率65kHz
  • ・跳頻功能
  • ・電流模式方式
  • ・輕負載時突發脈衝工作 / 降頻功能
  • ・VCC 引腳 低電壓保護 / 過電壓保護
  • ・SOURCE引腳開路保護 / 短路保護
  • ・SOURCE引腳Leading-Edge-Blanking功能
  • ・每週期過電流限制功能
  • ・過電流限制AC校正功能
  • ・緩啟動功能
  • ・支援絕緣和非絕緣
  • ・2次側過電流保護(絕緣構造時)
  • ・工作電源電壓範圍
    VCC:8.9V~26.0V
    DRAIN: ~ 650V

  • ・工作電流
    通常時:0.50mA (Typ.)
    脈衝時:0.40mA(Typ.)

  • ・工作溫度範圍
    -40℃ ~ +105℃

  • ・封裝:SOP8 4.90mm×3.90mm
  • ・MOSFET ON 導通電阻:8.5Ω(Typ.)
  • ・最大輸出功率:5W

■ 應用
AC適配器、TV、各種家電(吸塵器、加濕器、空氣清淨機、空調、冰箱、IH電磁爐、電鍋等.)

另外,下面是選擇這款IC的要點,換句話說,是選擇IC時的關鍵之處。

  • ①支援非絕緣電路。
  • ②內建開關MOSFET,
       可節省MOSFET選型精力,元件數量也更少。
  • ③輸入輸出規格覆蓋電源規格。
  • ④電流模式類型,控制更易穩定
  • ⑤內建啟動電路,低功耗型
  • ⑥搭載輕負載時也可保持高效率的功能
  • ⑦保護功能完善
  • ⑧小型封裝,可達5W(要求規格為4W)

右側為此款IC的內部電路方電路方塊圖,僅供參考。但是,外部電路是隔離型返馳式轉換器的電路示例。請與後面給出的此次的電路–非隔離型降壓轉換器的電路比較一下。

A4_3_block
BM2P094F的內部電路方電路方塊圖(點擊放大)

非隔離型降壓轉換器(非連續模式)的設計案例

下面的電路圖是此次的非隔離型降壓轉換器的電路示例。

如前所述,輸入電壓為90VAC~264VAC,輸出為20V/0.2A(4W)。AC輸入被二極體橋式整流,直接通過IC內建的MOSFET開關。然後,由D4再次整流,經L1和C5濾波後成為DC輸出。用來穩定的輸出電壓回饋是經過光耦的,如圖所示,輸入和輸出沒有絕緣。

此外,工作採用非連續模式。這如前面的“降壓轉換器的基本工作及非連續模式和連續模式”中所述,在輸出功率較小的AC/DC降壓轉換器中較為普遍。

下一章開始將對組成該電路的主要元件的選型和常數計算進行解說。

學到就是賺到的關鍵知識

・選擇滿足電源規格的電源IC是設計的開始。

・了解與隔離型的電路區別。


非絕緣型Buck轉換器設計例