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NCP1014非隔離線路的應用解決方案

作者: 時間:2007-06-18 來源:網(wǎng)絡 收藏

  公司推出的芯片NCP101X 除了在小功率AC-DC的轉(zhuǎn)換應用外,可以用來設計取代家用電器及工業(yè)應用領域小功率線性電源。它不僅可以去掉體積大成本高的變壓器,而且克服了阻容降壓式線性電源負載特性差等缺點。包含NCP1010、NCP1011、NCP1012、NCP1013和NCP1014等型號,具有PDIP-7、PDIP-7GULL WING、SOT-223 三種封裝,最大電流450mA,適用于家用電器以及LED驅(qū)動器等。實驗結(jié)果表明了該方案的有效性和實用性。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/258846.htm

開關芯片的性能特點

  1. 構成非隔離式需要的外圍元件較少的節(jié)能開關電源,與傳統(tǒng)的解決方案相比,不僅比電容降壓式線性穩(wěn)壓電源更高的效率,而且具有更大的輸出能力。較傳統(tǒng)的線形變壓器相比,體積小、性能高,而且更加廉價。
  2. NCP101X系列可設計成隔離/非隔離的輸出降壓電路,LED恒流驅(qū)動電路等,滿足不同戶的需要。
  3. 輸入交流電壓范圍寬,此設計中,在AC60V~300V范圍內(nèi)能具有良好的電壓調(diào)整率和負載調(diào)整率。
  4. NCP101X系列具有可選擇的開關頻率(65K/100K/130K),抗干擾能力強,待機功耗小,具有頻率抖動和動態(tài)自供電等功能。
  5. NCP101X系列保護功能完善,具有短路自動重啟、限流、過熱、限制Duty等保護線路。

NCP1014非隔離線路的典型應用

  NCP1014構成的非隔離開關電源電路如圖1所示,輸入交流60V~264V,輸出直流12V/120mA,功率為1.5W,峰值功率2W,輸出電感為普通的工字型電感。該線路適用于空調(diào)、洗碗機、電飯煲等家用電器的控制電源,也可以做夜間照明、LED驅(qū)動、智能化電能表以及住宅熱控制器等允許使用非隔離電源的場合。


圖1:NCP1014構成的非隔離開關電源電路

  其中,輸入部分由可熔斷電阻器RT,整流二級管D1、D2,電容C1、CX以及電感L組成。電源調(diào)整部分由NCP1014,穩(wěn)壓二極管ZD1,二極管D4、D5,電感L1以及三極管2N4401/2N3904等組成。電感L1的極限電流是由NCP1014的最大電流來限制。由于D5與D4的壓降相同,所以C3能很好的跟蹤輸出電壓變化,在ZD1與三極管對FB的控制下,調(diào)節(jié)穩(wěn)定輸出電壓。

電路設計要點

  1. 續(xù)流二極管D5,線路在連續(xù)或者不連續(xù)模式工作時,一般選擇超快恢復二極管。UF4005/MUR160屬于超快恢復二極管,能滿足上述兩種工作模式的需要。如果使用快恢復二極管,因反向恢復時間為幾百ns,除產(chǎn)生上升沿很高的尖峰電流使轉(zhuǎn)換周期提前結(jié)束,使輸出無法達到穩(wěn)定狀態(tài),而且過高的尖峰電流會產(chǎn)生的損耗和電磁干擾問題。
  2. 反饋二極管D4,反饋二極管D4可選用廉價的整流管,如1N4005型整流管或者MUR160等,但最好采用玻封管,這種管子的反向恢復時間較短。此外,應保證D4和D5的正向壓降相等。
  3. 電感L1,推薦L1采用帶鐵氧體磁芯的電感,以降低成本并減小音頻噪聲。L1的電感量應大于或等于設計值,所能承受的有效值電流也要留出一定余量。此設計為采用為市場上常用的普通工字型電感,標準設計值為1.16mH(1.0v/1.0kHZ).如果希望電路能有較強的帶載能力,可以選擇Coilcraft型號為RFB0810−152,最大可以支持400mA的電流輸出。
  4. 輸出級濾波電容C4,C4的主要作用是平滑濾波。鑒于輸出的紋波電壓與C4的等效串聯(lián)電阻(ESR)呈函數(shù)關系,因此,要盡量選擇低ESR的電容。
  5. 反饋穩(wěn)壓二極管(ZD1)和電阻(R1,R2)以及三極管Q2和電容C3、C4。C3、C4過大,影響空載和待機損耗;過小,反饋環(huán)路不穩(wěn)定,根據(jù)實驗結(jié)果,C3選擇為3.3uF-10uF;C4為220pF左右。Q2為較常用的NPN三極管,如2N4401/2N3904等。R1、R2影響輸出的精度,可以選擇220±5%的電阻。

演示板描述

1)電路板布局,此設計為單層電路板,下層是銅鉑,上層是絲網(wǎng)印刷面,演示板PCB如圖2,電路板尺寸為45.9mm×20.1mm。圖3是實物圖。


圖2:非隔離開關電源電路演示電路板


圖3:非隔離開關電源電路設計實物圖

2) 測試報告。

A. 基本功能測試(常溫下老化30分鐘),見表1。


表1:基本功能測試報告

B. 輸出在輕載和滿載時過沖與下降波形。

測試結(jié)果:在空載和帶載情況下,輸出電壓過沖小于±10%(如圖4)


圖4:輸出在輕載和滿載時過沖與下降波形

C. 表2列出了開發(fā)所需要的物料清單。


表2:開發(fā)所需要的物料清單。

結(jié)束語:

  是全球高性能電源解決方案的領先供應商,NCP系列單片開關芯片為各種中小功率的各種電源提供了解決方案,具有性能先進、使用靈活、電路簡單、成本低廉等優(yōu)點。

供稿:深圳富友勤電子有限公司,

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