基于PI公司LNK616PG的5W充電器／適配器設計參考

　　設計特色

　　采用革新性控制概念，能夠實(shí)現元件數量少、成本極低的解決方案

　　初級側控制省去了次級側控制器和光耦器

　　恒壓（CV）精度：±5%

　　恒流（CC）精度：±10%

　　帶遲滯恢復的過(guò)熱保護功能可確保PCB溫度在所有條件下均處于安全范圍內

　　自動(dòng)重啟動(dòng)：輸出短路和開(kāi)環(huán)保護

　　極高能效

　　整個(gè)負載范圍內的平均效率：74%

　?。茉粗?.0要求為67%）

　　空載輸入能耗：在230 VAC輸入條件下《50 mW

　　輕松滿(mǎn)足以下標準要求：

　　EN55022和CISPR-22 B級傳導EMI要求（EMI裕量》10 dBμV）

　　IEC 61000-4-5 3級AC輸入浪涌和IEC61000-4-2 ESD

　　承受力（范圍為±15 kV）

　　工作原理

　　圖1所示為一個(gè)5 W通用輸入恒壓/恒流（CV/CC）充電器電源的電路圖，該設計采用了Power Integrations的LinkSwitch-II系列產(chǎn)品LNK-616PG。本設計適用于手機電池充電器、USB充電器或任何有恒壓/恒流特性要求的應用。

　　在本設計中，二極管D1到D4對AC輸入進(jìn)行整流。電容C1和C2對經(jīng)整流的AC進(jìn)行濾波。電感L1和L2以及電容C1和C2組成一個(gè)π型濾波器，對差模傳導EMI噪聲進(jìn)行衰減。這些與PowerIntegrations的變壓器E-sheild?技術(shù)相結合，使本設計能以充足的裕量輕松滿(mǎn)足EN55022 B級傳導EMI要求，且無(wú)需Y電容。防火、可熔、繞線(xiàn)式電阻RF1提供嚴重故障保護，并可限制啟動(dòng)期間產(chǎn)生的浪涌電流。

　　圖1顯示U1通過(guò)可選偏置電源實(shí)現供電，這樣可以降低空載功耗并提高輕載時(shí)的效率。電容C4對U1提供去耦，其值決定電纜壓降補償的數量。

　　在恒壓階段，輸出電壓通過(guò)開(kāi)／關(guān)控制進(jìn)行調節，并通過(guò)跳過(guò)開(kāi)關(guān)周期得以維持。通過(guò)調整使能與禁止開(kāi)關(guān)周期的比例，可以維持穩壓。還可根據輸出負載情況減低開(kāi)關(guān)損耗，使轉換器的效率在整個(gè)負載范圍內得到優(yōu)化。輕載（涓流充電）條件下，還會(huì )降低初級側電流限流點(diǎn)以減小變壓器磁通密度，進(jìn)而降低音頻噪音。隨著(zhù)負載電流的增大，電流限流點(diǎn)也將升高，跳過(guò)的周期也越來(lái)越少。

　　當不再跳過(guò)任何開(kāi)關(guān)周期時(shí)（達到最大輸出功率點(diǎn)），LinkSwitch-II內的控制器將切換到恒流模式。需要進(jìn)一步提高負載電流時(shí)，輸出電壓將會(huì )隨之下降。輸出電壓的下降反映在FB引腳電壓上。

　　作為對FB引腳電壓下降的響應，開(kāi)關(guān)頻率將下降，從而實(shí)現線(xiàn)性恒流輸出。D5、R3、R4和C3組成RCD-R箝位電路，用于限制漏感引起的漏極電壓尖峰。電阻R4擁有相對較大的值，用于避免漏感引起的漏極電壓波形振蕩，這樣可以改善穩壓和減少EMI的生成。

　　二極管D7對次級進(jìn)行整流，C7對其進(jìn)行濾波。C6和R8可以共同限制D7上的瞬態(tài)電壓尖峰，并降低傳導及輻射EMI。電阻R9充當輸出假負載，可以確?？蛰d時(shí)的輸出電壓處于可接受的限制范圍內。反饋電阻R5和R6設定恒流階段的最大工作頻率（從而設定輸出電流）與恒壓階段的輸出電壓。

　　設計要點(diǎn)

　　選擇電容C7和C8作為低ESR型電容，可以滿(mǎn)足輸出電壓紋波要求，而無(wú)需使用后級LC濾波器。如果可以接受較低的平均效率（降低3%至4%），則用PN結型二極管來(lái)替代D7，這樣可降低成本。然后根據需要重新調節R5和R6，確保輸出電壓保持基本恒定。

　　在PCB板上，將C4靠近U1放置。減小箝位和輸出二極管的環(huán)路面積，以降低EMI。

　　使AC輸入和開(kāi)關(guān)節點(diǎn)保持一定距離，降低可能會(huì )繞開(kāi)輸入濾波的噪聲耦合。

　　U1上高壓引腳與低壓引腳之間的爬電距離非常大，可以避免產(chǎn)生電弧并提高可靠性，這在非常潮濕的條件下特別重要。R5和R6應使用容差為1%的電阻，這樣可以提高輸出精度。