SMPS技術(shù)挑戰(zhàn)線性變壓器在低功率充電器設(shè)計(jì)中的主導(dǎo)地位
發(fā)布時間:2008/5/27 0:00:00 訪問次數(shù):528
    
    
    基于線性變壓器的電池充電器因其低成本一直是低功率應(yīng)用的“首選解決方案”,但一種稱為linkswitch的新型開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器ic正在挑戰(zhàn)低功率線性充電器的主導(dǎo)地位。由于linkswitch可以線性變壓器的成本提供開關(guān)轉(zhuǎn)換器性能,因此它的出現(xiàn)為目前主流的基于低成本線性變壓器的充電器設(shè)計(jì)帶來了真正的挑戰(zhàn)。
    
    
    linkswitch源自業(yè)界對空載和待機(jī)功耗的新期待。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),大約5%到10%的生活用電消耗在已連通交流電源但卻并不使用的電器產(chǎn)品的待機(jī)和空載功耗上。世界各國目前已經(jīng)或正在對降低待機(jī)和空載功耗提出新的要求,但線性解決方案無法以很高的成本效益來滿足這些新要求。而采用ecosmart技術(shù)的linkswitch系列產(chǎn)品卻能夠?qū)⒋龣C(jī)和空載功耗降至最低。因此,linkswitch勢將成為取代線性充電器的首選解決方案。
    
    
    
    
    linkswitch的主要特性
    
    
    輸出恒壓/恒流(cv/cc)容差:基于linkswitch解決方案的所有產(chǎn)品系列均有±10%左右的輸出電壓vo變化;在電流方面,lnk-500有±25%的電流變化,lnk-501是±20%。這些數(shù)字包括所有無源元件以及l(fā)inkswitch器件的容差。該電流容差(±25%和±20%)基于被限制在±10%以內(nèi)的變壓器初級繞組的電感容差。另外,當(dāng)電路未接負(fù)載時,vo通常比滿負(fù)載標(biāo)稱電壓高出40%。這可很容易地通過一兩個ma的預(yù)加載電流來抵消。
    
    
    linkswitch解決方案
    
    
    linkswitch電路的簡單性使得你能快速完成初始設(shè)計(jì),然后你可搭建一個原型來驗(yàn)證其性能。測試結(jié)果可用來對設(shè)計(jì)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。圖2給出了一個初始設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)和初選元件值。pi expert電源設(shè)計(jì)軟件可提供一個linkswitch設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)表。
    
    
    
    
    完成一個linkswitch設(shè)計(jì)需要九個步驟。下面用一個5.5v/0.5a的電源為例來說明這些設(shè)計(jì)步驟。
    
    
    步驟1:選擇反射輸出電壓vor
    
    
    變壓器的匝數(shù)比取決于輸出電壓(vor)對變壓器初級繞組的反射。在本例中,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表中的缺省值設(shè)定為50 v。
    
    
    步驟2:計(jì)算次級電壓
    
    
    計(jì)算變壓器匝數(shù)比需要知道次級繞組電壓。為使理想的vo電壓加到負(fù)載上,必須考慮所有次級壓降,這包括:次級繞組壓降(vrsec);輸出二極管壓降(vdout)和輸出線纜壓降(vrcable)。vrsec和vdout用次級蜂值電流計(jì)算。vrcable由標(biāo)稱輸出電流得出。次級蜂值電流isec(pk)定義為:
    
    
    isec(pk) = ipri(pk) × np/ns,其中,ipri(pk) ≈ilim (linkswitch的最大漏電流)
    
    
    isec(pk)的一個安全初估值可為4 × io。將如下數(shù)值作為初選值:
    
    rsec = 0.15ω;vdout = 0.7 v (肖特基)或 1.1 v (pn結(jié)二極管);rcable = 0.3ω。
    
    
    vrcable = 500 ma × 0.3ω = 0.15 v;vrsec = 2a × 0.15 ω = 0.3 v;vsec = (vo) 5.5 v + 0.15 v + 0.3 v + 0.7 v = 6.65 v。
    
    
    步驟3:計(jì)算變壓器匝數(shù)比
    
    
    變壓器匝數(shù)比由下式得出:np/ns = vor/vsec = 50/6.65 = 7.52 比 1
    
    
    步驟
    
    
    基于線性變壓器的電池充電器因其低成本一直是低功率應(yīng)用的“首選解決方案”,但一種稱為linkswitch的新型開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器ic正在挑戰(zhàn)低功率線性充電器的主導(dǎo)地位。由于linkswitch可以線性變壓器的成本提供開關(guān)轉(zhuǎn)換器性能,因此它的出現(xiàn)為目前主流的基于低成本線性變壓器的充電器設(shè)計(jì)帶來了真正的挑戰(zhàn)。
    
    
    linkswitch源自業(yè)界對空載和待機(jī)功耗的新期待。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),大約5%到10%的生活用電消耗在已連通交流電源但卻并不使用的電器產(chǎn)品的待機(jī)和空載功耗上。世界各國目前已經(jīng)或正在對降低待機(jī)和空載功耗提出新的要求,但線性解決方案無法以很高的成本效益來滿足這些新要求。而采用ecosmart技術(shù)的linkswitch系列產(chǎn)品卻能夠?qū)⒋龣C(jī)和空載功耗降至最低。因此,linkswitch勢將成為取代線性充電器的首選解決方案。
    
    
    
    
    linkswitch的主要特性
    
    
    輸出恒壓/恒流(cv/cc)容差:基于linkswitch解決方案的所有產(chǎn)品系列均有±10%左右的輸出電壓vo變化;在電流方面,lnk-500有±25%的電流變化,lnk-501是±20%。這些數(shù)字包括所有無源元件以及l(fā)inkswitch器件的容差。該電流容差(±25%和±20%)基于被限制在±10%以內(nèi)的變壓器初級繞組的電感容差。另外,當(dāng)電路未接負(fù)載時,vo通常比滿負(fù)載標(biāo)稱電壓高出40%。這可很容易地通過一兩個ma的預(yù)加載電流來抵消。
    
    
    linkswitch解決方案
    
    
    linkswitch電路的簡單性使得你能快速完成初始設(shè)計(jì),然后你可搭建一個原型來驗(yàn)證其性能。測試結(jié)果可用來對設(shè)計(jì)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整。圖2給出了一個初始設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)和初選元件值。pi expert電源設(shè)計(jì)軟件可提供一個linkswitch設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)表。
    
    
    
    
    完成一個linkswitch設(shè)計(jì)需要九個步驟。下面用一個5.5v/0.5a的電源為例來說明這些設(shè)計(jì)步驟。
    
    
    步驟1:選擇反射輸出電壓vor
    
    
    變壓器的匝數(shù)比取決于輸出電壓(vor)對變壓器初級繞組的反射。在本例中,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表中的缺省值設(shè)定為50 v。
    
    
    步驟2:計(jì)算次級電壓
    
    
    計(jì)算變壓器匝數(shù)比需要知道次級繞組電壓。為使理想的vo電壓加到負(fù)載上,必須考慮所有次級壓降,這包括:次級繞組壓降(vrsec);輸出二極管壓降(vdout)和輸出線纜壓降(vrcable)。vrsec和vdout用次級蜂值電流計(jì)算。vrcable由標(biāo)稱輸出電流得出。次級蜂值電流isec(pk)定義為:
    
    
    isec(pk) = ipri(pk) × np/ns,其中,ipri(pk) ≈ilim (linkswitch的最大漏電流)
    
    
    isec(pk)的一個安全初估值可為4 × io。將如下數(shù)值作為初選值:
    
    rsec = 0.15ω;vdout = 0.7 v (肖特基)或 1.1 v (pn結(jié)二極管);rcable = 0.3ω。
    
    
    vrcable = 500 ma × 0.3ω = 0.15 v;vrsec = 2a × 0.15 ω = 0.3 v;vsec = (vo) 5.5 v + 0.15 v + 0.3 v + 0.7 v = 6.65 v。
    
    
    步驟3:計(jì)算變壓器匝數(shù)比
    
    
    變壓器匝數(shù)比由下式得出:np/ns = vor/vsec = 50/6.65 = 7.52 比 1
    
    
    步驟
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