目前,便携式电子设备日益增多,已经从单纯的收音机扩展到CD、手机、VCD、MP3、MP4、便携式电脑、平板电脑、游戏机等等,其本身体积不大,重量轻。但传统的工频变压器由于无稳压功能、内阻高、损耗大、重量重等缺点,已经逐步淘汰。 目前配套便携式电子设备的交流适配器有96%以上都是开关电源设计方案。这里介绍一款2.5W恒流/恒压输出式USB电源适配器,其输入电压是85V~265VAC,输出电压是5V,输出电流为0.5A。
用TNY264设计的2.5W(5V0.5A)、交流宽范围输入的手机电池充电器电路如图所示,FR为熔断电阻器,85~265V交流电经过VD1~VD4桥式整流后,再经过由电感L1与C1、C2构成的滤波器,获得直流高压Ui。R1为L1的阻尼电阻。利用TNY264的频率抖动特性,允许使用简单的滤波器加上一个安全电容C8(简称Y电容)即可满足抑制传导式电磁干扰(EMI)的国际标准。即使发生输出端容性负载接地的最不利情况下,通过给高频变压器增加屏蔽层,仍能有效抑制EMI。由二极管VD6、电容C3和电阻R2构成钳位保护电路,能将功率MOSFET关断时加在漏极上的尖峰电压限制在安全范围内,当输出电流低于500mA时,电压控制环工作,电流控制环则因晶体管VT截止而不起作用。此时,输出电压由光耦合器IC2(LTV817)中LED的正向压降和稳压管VS的稳压值来共同设定。电阻R8给稳压管提供偏置电流,使VS的稳定电流Iz接近于典型值。二次侧电压经VD5、C5、L2和C6整流滤波后,获得+5V输出电压。
TinySwitch-II的开关频率较高,在输出整流管VD5关断后的反向恢复过程中,会产生开关噪声,容易损坏整流管。虽然在VD5两端并上由阻容元件串联而成的RC吸收电路,能对开关噪声起到一定的抑制作用,但效果仍不理想,况且在电阻上还会造成功率损耗,解决的方法是在输出整流滤波器上串联一只磁珠。由晶体管VT、电流检测电阻R4和光电耦合器IC2组成电流控制环。当输出电流接近于500mA时,由于R4上的压降升高,是晶体管VT的发射极电压也随之升高,VT进入放大区,此时电流控制环开始起作用,输出呈现恒流特性。即时输出端发生短路故障,使得电流突然增大,输出电压为零,由于电阻R6和R4上的总压降约为1.2V,仍能维持VT和光耦合器中LED的正常工作。R3是基极限流电阻。
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