圖所示為一個使用INN2605K設(shè)計的低成本12 V、2 A電源的電路圖。這款單路輸出設(shè)計達到DOE 6級和EC CoC 5標準。InnoSwitch-EP器件所具有高集成度可將元件數(shù)從50個以上減少到僅39個。
橋式整流管BR1對AC輸入供電進行整流。電容C2和C3對整流AC輸入提供濾波,與電感L1一起形成π型濾波器,對差模EMI進行衰減。電容C14連接到帶輸出共模扼流圈的電源輸出端,有助于降低共模EMI。
熱敏電阻RT1可在電源連接至AC輸入供電時限制浪涌電流。
輸入保險絲F1可防止電源中任意元件的嚴重故障所導(dǎo)致的輸入電流過大。變壓器初級的一端連接到整流DC總線,另一端連接到InnoSwitch-EP IC (U1)內(nèi)MOSFET的漏極端子。
由二極管D2、電阻R1和R2以及電容C5組成的低成本RCD箝位可在U1內(nèi)的MOSFET關(guān)斷的一瞬間立即控制U1的峰值漏極電壓。箝位有助于耗散存儲在變壓器T1的漏抗中的能量。
InnoSwitch-EP IC具有自啟動功能,當首次AC上電時,它使用內(nèi)部高壓電流源對BPP引腳電容(C6)進行充電。在正常工作期間,初級側(cè)控制器從變壓器T1的輔助繞組獲得供電。輔助(或偏置)繞組的輸出端由二極管D1進行整流,并由電容C4進行濾波。電阻R3用于限制提供給InnoSwitch IC (U1)的BP引腳的電流。
輸出調(diào)整通過采用ON/OFF控制來實現(xiàn),使能開關(guān)周期的數(shù)量根據(jù)輸出負載進行調(diào)整。在重負載下,大部分開關(guān)周期都被使能;在輕載或空載下,大部分周期都被禁止或跳過。一旦周期使能后,MOSFET將保持導(dǎo)通,直到初級電流逐漸增大到特定工作狀態(tài)的器件限流點。該IC設(shè)定了四種工作狀態(tài)(限流點),以使初級電流開關(guān)模式的頻率分量保持在音頻范圍之外,直到輕載時,變壓器磁通密度以及因此產(chǎn)生的音頻噪聲都處于極低水平。
InnoSwitch-EP IC的次級側(cè)提供輸出電壓、輸出電流檢測并驅(qū)動提供同步整流的MOSFET。變壓器的次級分別由二極管D3整流和由電容C12及C11濾波。開關(guān)瞬態(tài)期間的高頻率振鈴?fù)ㄟ^緩沖器(電阻R6和電容C9)降低,否則高頻率振鈴會產(chǎn)生輻射EMI。
為降低二極管D3中的耗散,同步整流(SR)由MOSFET Q1提供。Q1的柵極由IC U1內(nèi)的次級側(cè)控制器根據(jù)繞組電壓(通過電阻R7檢測)進行導(dǎo)通,并饋入IC的FWD引腳。
在連續(xù)導(dǎo)通模式下,MOSFET就在次級側(cè)下達初級側(cè)請求的新開關(guān)周期指令之前關(guān)斷。在非連續(xù)導(dǎo)通模式下,功率MOSFET會在MOSFET的電壓降低于約24 mV閾值時關(guān)斷。初級功率MOSFET的次級側(cè)控制可避免兩個MOSFET發(fā)生任何交越導(dǎo)通,并提供極為可靠的同步整流。由于SR MOSFET在整個開關(guān)周期內(nèi)都不導(dǎo)通,仍需要使用小尺寸的小電流二極管(D3)來獲得最高效率。
IC的次級側(cè)從次級繞組正向電壓或輸出電壓自行供電。連接至InnoSwitch IC U1的BPS引腳的電容C8可提供內(nèi)部電路去耦。
在恒流(CC)工作期間,當輸出電壓降低時,器件將直接從次級繞組自行供電。在初級側(cè)功率MOSFET導(dǎo)通期間,出現(xiàn)于次級繞組的正向電壓用于通過電阻R7和內(nèi)部穩(wěn)壓器對去耦電容C8充電。這可以使恒流輸出調(diào)節(jié)維持在~10 V。在此水平之下時,電源會進入自動重啟動模式,直到輸出負載降低。
輸出電流通過一個約33 mV的閾值在IS與GND引腳之間進行檢測,用以降低損耗。一旦超過電流流檢測閾值,器件將調(diào)節(jié)開關(guān)脈沖數(shù)以維持固定的輸出電流。在輸出短路等故障情況下,大電流將流經(jīng)電流檢測電阻R8和R9,這是由于輸出電容C12和C11通過短路進行放電。
輸出電壓通過電阻分壓器R10和R11進行檢測。對輸出電壓進行調(diào)整,以便在反饋引腳實現(xiàn)1.265 V的電壓。電阻R12和電容C13形成相位超前網(wǎng)絡(luò),可確保瞬態(tài)負載期間保持穩(wěn)定工作并降低輸出電壓過沖和下沖。電容C10提供反饋引腳信號的噪聲濾波。
電阻R4和R5提供輸入電壓檢測,并向U1提供與電容C3的DC電壓成正比的電流。在約為100 VDC時,流經(jīng)這些電阻的電流會超過輸入欠壓閾值,從而使能U1。在約為435 VDC時,流經(jīng)這些電阻的電流會超過輸入過壓閾值,從而禁止U1。