2.75W低成本USB充电器适配器的设计与制作7036.pdf

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1、2.75W 低成本USB 充电器/适配器的设计与制作 设计特色 采用革新性 初级侧控制省去了次级侧控制器和光耦器 恒压(CV)精度：5%恒流(CC)精度：10%带迟滞恢复的过热保护功能可确保PCB 温度在所有条件下均处于安全范围内 自动重启动：输出短路和开 极高能效 整个负载范围内的平均效率：74%（空载输入能耗：在230 VAC输入情况下小于40 mW 轻松满足以下标准要求：EN55022 和 CISPR-22 B 级传导EMI 要求（EMI 裕量10 dBV）IEC 61000-4-5 3 级 AC 电涌和ESD 承受力 满足5 mA 的 工作原理 图 1 所示为2.75 W 恒压恒流(C

2、V/CC)通用输入 图 1.2.75 W 恒压恒流通用输入充电器电源的 在本设计中，二极管D1 至 D4 对 AC 输入进行整流，图 1 显示U1 通过可选偏置电源实现供电，这样可以将空载功耗降低到40 mW 以下。旁路电容C4 的值决定电缆压降补偿的数量。1F的值对应于对一条 0.3、24 AWG USB 输出电缆的补偿。（10 F电容对0.49、26 AWG USB 输出电缆进行补偿。）在恒压阶段，输出电压通过 当不再跳过任何开关周期时（达到最大功率点），LinkSwitch-II 内的控制器将切换到恒流模式。需要进一步提高负载电流时，输出电压将会随之下降。输出电压的下降反映在FB 引脚电

3、压上。作为对FB 引脚电压下降的响应，开关频率将线性下降，从而实现恒流输出。D5、R2、R3 和 C3 组成RCD-R 箝位电路，用于限制漏感引起的漏极电压尖峰。电阻R3 拥有相对较大的值，用于避免漏感引起的漏极电压波形振荡，这样可以防止关断期间的过度振荡，从而降低传导EMI。二极管D7 对次级进行整流，C7 对其进行滤波。C6 和 R7 可以共同限制D7 上的瞬态电压尖峰，并降低传导及辐射EMI。电阻R8 和齐纳二极管VR1形成一个输出假负载，可以确保空载时的输出电压处于可接受的限制范围内，并确保充电器从AC 市电断开时电池不会完全放电。反馈电阻R5 和 R6 设定最大工作频率与恒压阶段的输

4、出电压。设计要点 选择电容C7 作为低ESR 型电容，可以满足输出电压纹波要求，而无需使用后级LC 滤波器。如果可以接受较低的平均效率（降低3%到 4%），则用PN 结型二极管来替代D7，这样可降低成本。然后根据需要重新调节R5 和 R6，确保输出电压保持基本恒定。在 PCB 板上，将旁路引脚电容(C4)靠近U1 放置。减小箝位和输出二极管的环路面积，以降低EMI。使 AC 输入和开关节点保持一定距离，降低可能会绕开输入滤波的噪声耦合。U1 上高压引脚与低压引脚之间的爬电距离非常大，可以避免产生电弧并提高可靠性，这在非常潮湿的条件下特别重要。R5 和 R6 应使用容差为1%的电阻，这样可以提高电压和电流调节的准确度。图 2.25 C 情况下随输入电压变化的典型恒流恒压特性曲线 图 3.EN55022 B 标准的传导 EMI 结果。测量电压为 230 VAC，输出 RTN连接到接地端 表 1.变压器参数。（AWG=美国线规，TIW=三层绝缘线，NC=无连接）