Зарядно-питающее устройство для портативной аудио / mp3 аппаратуры.

Зарядно-питающее устройство для портативной аудио / mp3 аппаратуры.

 

Краткая спецификация.

Название: Зарядно-питающее устройство для портативной аудио / mp3 техники на базе микросхемы TNY274P (Power Integrations).

Вход: 85-264 VAC

Выход: 5V / 1А

Автор: Департамет по применению Power Integrations

Номер докуменита - DER-113

Преимущества данного дизайна:

- Режим работы CVCC (Control Voltage / Control Current)

- Высокий КПД

- Соответствует требованиям СЕС (California Energy Comission) по КПД и потреблению в режиме холостого хода.

- Потребление на Х.Х. <100mW

- Низкий уровень ЭМИ без использования Y-cap

- Режим СС имеет хорошую тепловую компенсацию.

Внешний вид макета:

Полная спецификация:

Описание	Обозначение	Мин.	Норма	Макс.	Ед. Изм
Вход Напряжение Частота сети Потребление на Х.Х. (230 VAC)	Vin fline	85 47	50/60	265 64 0.3	VAC Hz W
Выход Выходное напряжение (режим CV) Выходное напряжение (режим СС) Выходная пульсация напряжения Выходной ток Продолжительная выходная мощность.	Vout Vout Vripple Iout Pout	4.75     0	5 1	5.25   100 1 5	V V mV A W
КПД КПД (полная нагрузка) Средний КПД на 25%, 50%, 75%, 100% от полной нагрузки	n ncec	68 63.5	70	-	% %
Уровень ЭМИ / Безопасность	Соответствует CISPR22B/EN55022B, IEC950, UL1950 класс 2.
Температура окружающей среды	Tamb	0	-	50	C

Схема электрическая принципиальная (кликните на схеме для увеличения).

Особенности схемы:

1) D5 - диод пассивированный стеклом 1N4007G. Это делается для лучших ЭМИ и КПД. Если пассивированная стеклом версия 1N4007 недоступна, в этом случае рекомендуется использовать FR107. Стандартные пластиковые корпуса не следует использовать из-за большого "звона" на стоке.

2) Элементы D6, C5, R3 - обеспечивает малый ток смещения TNY274 для снижения ее энергопотребления и температуры.

3) Транзиторы Q1-Q3 с резисторами формируют цепь управления постоянным током. Резисторы R8 и R7 формируют токовый датчик. В режиме СС (constant current) падение напряжения на этом датчике составляет 0,35V. Эта цепь постоянного тока имеет встроенную тепловую компенсацию.

VR1 - управляети выходным напряжением в режиме CV (Constant Voltage).

Пример печатной платы макета.

Перечень элементов.

N	Кол-во	Обозначение	Номинал	Описание
1	2	C1 C2	6.8 uF	6.8 uF, 400 V, Electrolytic, (10 x 16),
2	1	C3	100 nF	100 nF, 50 V, Ceramic, Z5U
3	1	C4	1 nF	1 nF, 1 kV, Disc Ceramic
4	1	C5	4.7 uF	4.7 uF, 50 V, Electrolytic, Gen. Purpose, (5 x 11)
5	1	C6	1 nF	1 nF, 100 V, Ceramic, X7R
6	1	C7	1000 uF	1000 uF, 10 V, Electrolytic, Very Low ESR, 41 mOhm, (8 x 20)
7	1	C8	10 nF	10 nF, 50 V, Ceramic, Z5U
8	4	D1 D2 D3 D4	1N4007	1000 V, 1 A, Rectifier, DO-41
9	1	D5	1N4007GP	1000 V, 1 A, Rectifier, Glass Passivated, 2 us, DO-41
10	1	D6	1N4148	75 V, 300 mA, Fast Switching, DO-35
11	1	D7	SB330	30 V, 3 A, Schottky, DO-201AD
12	1	HS1	HS	HEATSINK Custom
13	1	L1	Ferrite Bead	3.5 mm x 7.6 mm, 75 Ohms at 25 MHz, 22 AWG hole, Ferrite Bead
14	1	L2	1 mH	1 mH, 0.15 A, Ferrite Core
15	2	Q1 Q2	2N3904	NPN, Small Signal BJT, 40 V, 0.2 A, TO-92
16	1	Q3	2N3906	PNP, Small Signal BJT, 40 V, 0.2 A, TO-92
17	1	R1	200 k	200 k, 5%, 1/2 W, Carbon Film
18	1	R2	200	200 R, 5%, 1/4 W, Carbon Film
19	1	R3	11 k	11 k, 5%, 1/8 W, Carbon Film
20	1	R4	10	10 R, 5%, 1/4 W, Carbon Film
21	1	R5	150	150 R, 5%, 1/8 W, Carbon Film
22	1	R6	10 k	10 k, 5%, 1/8 W, Carbon Film
23	1	R7	10	10 R, 5%, 1/8 W, Carbon Film
24	1	R8	0.33	0.33 R, 1%, 1/2 W
25	2	R9 R11	1 k	1 k, 5%, 1/8 W, Carbon Film
26	1	R10	470	470 R, 5%, 1/8 W, Carbon Film
27	1	R12	1.6 k	1.6 k, 5%, 1/8 W, Carbon Film
28	1	R13	200	200 R, 5%, 1/8 W, Carbon Film
29	1	RF1	8.2	8.2 R, 2.5 W, Fusible/Flame Proof Wire Wound
30	1	T1	EE16	Bobbin, EE16, Horizontal, 10 pins
31	1	U1	TNY274P	TinySwitch-III, TNY274P, DIP-8C
32	1	U2	PC817A	Opto coupler, 35 V, CTR 80-160%, 4-DIP
33	1	VR1	BZX79-B4V3	4.3 V, 500 mW, 2%, DO-35

Трансформатор

Электрическая схема трансформатора

Электрическая спецификация:

Электрическая прочность	60 с., 60Hz, с выв. 1-5 на выв. 6-10.	3000 VAC
Индуктивность первичной обмотки	Выв. 2-3, остальные обмотки разомкнуты, измерено на 132 kHz.	2519 uH, -0/+12%
Резонансная частота	Выв. 2-3, остальные обмотки разомкнуты.	733 kHz (Min)
Индукция рассеяния первичной обмотки	Выв. 2-3, при выв. 8-10 закорочены, измерено на 132 kHz.	65 uH (Max)

Схема построения.

Графики работы зарядно-питающего устройства.

1) КПД

a) Зависимость КПД от входного напряжения.

б) Зависимость КПД от нагрузки.

Данные зависимости КПД от нагрузки:

Проценты от полной нагрузки	КПД (%)
	115 VAC	230 VAC
25	72,63	69,55
50	73,31	73,25
75	72,08	72,5
100	69,25	70,8
Среднее	71,82	71,52
Минмум КПД для соблюдения требования СЕС для ИИП.	63,8

Как мы видим требования СЕС соблюдаются при любом входном напряжении.

2) Потребление на холостом ходу в зависимости от входного напряжения.

3) Выходная характеристика

4) Тепловые характеристика.

Испытания проводились в замкнутом объеме. При испытаниях не происходило движения воздуха вблизи источника питания.

Данные замеров сведены в таблицу:

Элемент	Температура
	85 VAC	265 VAC
Окружающая среда	50	50
TinySwitch (U1)	93	83
Трансформатор (Т1)	81	84
Выходной выпрямитель (D7)	88	90
Выходной конденсатор (С7)	77	78

5) Наведенные ЭМИ.

a) 115 VAC, максимальная нагрузка, 60 Hz, пределы EN55022B.

б) 230 VAC, максимальная нагрузка, 60 Hz, пределы EN55022B.

Купить образцы микросхем Power Integrations, заказать бесплатную литературу и программное обеспечение, а также получить квалифицированную техническую поддержку вы сможете у эксклюзивного дистрибьютора Power Integrations в России - компании Макро Групп.

www.powerint.ru

Документ перевел:

Геннадий Бандура
Бренд-менеджер Power Integrations
МАКРО ГРУПП
Тел. : +7 (812) 370 60 70
Факс: +7 (812) 370 50 30
Bandura (at) macrogroup.ru
www.macrogroup.ru I www.powerint.ru