基于LNK6448K开关电源芯片设计的10W CC/CV充电器ACDC电源方案

目前手机适配器的功率虽然已经从几年前标配的5W扩大到了10W、18W、20W等大功率快充，然而在其他领域，如路由器、智能音响、智能台灯等智能家居产品，其便携性的特点，很多产品目前的供电功率在10W以内。

 

本文介绍一款10W，5V/2A的充电器ACDC电源，基于PI  LNK6448K开关电源芯片的设计案例。

电源性能规格如下表：

                                                                                                                                       图1

 

电源设计原理图如下：

                                                                                                                                图2

 

电源基于PI LNK6448K开关电源芯片，拓扑采用的反激式，原边反馈，5V隔离输出，最大设计电流2A。

 

交流输入电源通过BR1整流。 整流的DC由大容量存储电容器C1和C2滤波。 电感L2和铁氧体磁珠L3与电容C1和C2一起构成滤波器，以衰减传导的差模EMI噪声。

 

此配置与Power Integrations的变压器电子屏蔽技术一起，可使此设计符合EMI标准EN55022 B级，其具有良好的余量的前提下并且不需要Y电容。 变压器结构也具有很好的EMI重复性。 保险丝F1提供电路保护。 当电源第一次连接到交流输入时（输入电容充电时），它的额定容量应能承受VACMAX时的瞬时耗散。 首次启动电源时，热敏电阻RT1限制峰值电流，并且大容量电容上的初始电压为0 V.

 

PI LNK6448K开关电源芯片器件（U1）将功率开关器件，振荡器，CV / CC控制引擎以及启动和保护功能集成到一个IC中。 其集成的725 V功率MOSFET可在通用输入交流应用中提供足够的电压余量，包括延长的线路膨胀。 该器件由旁路引脚通过去耦电容C7自供电。 由D3，C8，R5和R8组成的可选偏置电路提高了效率并降低了空载输入功率。 电阻器R5有助于抑制偏置绕组电压的振铃。

 

变压器T1的次级由D1（一种肖特基势垒型二极管（为提高效率而选择））整流，并由C3和C4滤波。 在这种应用中，C3和C4具有足够低的ESR特性，以在不增加LC后置滤波器的情况下满足输出电压纹波要求。 电阻R1和电容C5抑制高频振铃并降低D1上的电压应力。 铁氧体磁珠L1有助于消除输出中的高开关噪声。

 

电源性能规格指标如下：

1、LNK6448K开关电源芯片采用原边反馈，无需次级侧控制和光耦；

2、整机电源提供±5％恒定电压（CV）和±10％恒定电流（CC）输出精度；

3、LNK6448K开关电源芯片集成过温保护 - 精确的容差（±5％）和迟滞恢复，可在任何情况下保证PCB温度安全；

4、LNK6448K开关电源芯片集成自动重启、输出短路、开环保护功能；

5、电源在230 VAC输入时，空载待机功耗<30 mW；

7、电源可以实现超低漏电流：265 VAC输入时<5μA（不需要Y电容）；

8、整机电源设计可通过EN550022和CISPR-22 B类EMI测试，并具有> 6 dB的余量；

9、电源符合IEC 61000-4-5 Class 3 AC线浪涌；

10、电源符合IEC 61000-4-2 ESD承受（接触放电至±8 kV，空气放电至±15 kV）。