本设计示例报告详细介绍了采用Power Integrations的LinkSwitch-XT2 900 V系列芯片——LNK3696P设计的一款7W宽输入范围(85 Vac至440 Vac)非隔离反激式变换器。这款适配器能够提供12.0V/500mA和5.0V/200mA的双输出,适用于嵌入式电源应用。报告包含了电源规格、电路原理图、物料清单(BOM)、变压器设计文件、PCB布局以及性能数据。
### 非隔离反激式变换器设计原理
非隔离反激式变换器的核心特点是磁芯储能,即在输入电压较高时,通过变压器将能量存储在磁芯中,然后在输入电压降低时释放能量,以保持输出电压的稳定。这种设计无需光耦合器或齐纳二极管进行反馈调节,降低了成本和复杂性。
### LNK3696P芯片特点
1. **900V额定功率MOSFET**:高耐压MOSFET可确保在宽输入电压范围内稳定工作。
2. **输出电压调节**:12V输出允许±10%的调节,5V输出允许±5%的调节,以满足不同负载需求。
3. **可编程电流限制选择**:LinkSwitch-XT2-900提供了灵活的电流限制设置,有助于保护系统免受过载影响。
4. **快速瞬态响应**:无论负载如何变化,都能迅速恢复稳定输出,确保系统性能。
5. **高效能**:在满载条件下效率超过80%,节省能源。
6. **低空载输入功率**:在230VAC输入时,空载输入功率小于120mW,降低待机功耗。
7. **传导EMI余量**:超过6dB的传导电磁干扰余量,满足电磁兼容性要求。
8. **高线电压承受能力**:能承受高达450VAC的输入电压,增强系统鲁棒性。
### 设计关键点
1. **变压器设计**:变压器是反激式变换器的关键组件,需要根据工作频率、输出电压和电流要求来计算磁芯尺寸和绕组配置。
2. **控制电路**:LNK3696P内置控制电路,包括振荡器、保护功能和电流控制,简化了外部电路设计。
3. **PCB布局**:良好的PCB布局可以优化信号路径,减少电磁辐射,并提高热管理效率。
4. **安全与保护**:考虑到没有隔离,设计时必须特别注意绝缘和安全间距,以防止电击风险。同时,LNK3696P的内置保护功能如过温、过流保护也需充分利用。
### 性能测试与验证
报告中的性能数据部分提供了实际运行条件下的测量结果,包括效率、输出电压稳定性、电流限制行为等,这些数据对于评估设计的实际性能和优化调整至关重要。
### 结论
非隔离反激式变换器方案利用LinkSwitch-XT2-900的优势,实现了高效、低成本且易于设计的电源解决方案,适用于多种嵌入式应用。通过遵循报告中的设计指南,工程师可以快速构建符合规格的电源适配器。