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，20 PF : > 97% ：> 93% ：90V~264V ：5W~50W ： ： ， ： ， ： ： ： 3-> ， ... EMI\EMC\CE\FCC\UL II 100 ... >270 ， ...
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MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用 今天在研究全桥电路，资料和书上谈到的，大多数基于理想的驱动器（立即充电完成）。这里 一篇幅把MOS管驱动的来龙去脉搞搞清楚。 预计要分几个篇幅： 1.MOS管驱动基础和时间功耗计算 2.MOS管驱动直连驱动电路分析和应用 3.MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用 4.MOS管网上搜集到的电路学习和分析 今天主要分析MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用和MOS管驱动基础和时间功耗计算。 参考材料： 《Design And Application Guide For High Speed MOSFET Gate Drive Circuits》是一份很好的材料《MOSFET 驱动器与MOSFET 的匹配设计》也可以借鉴。 首先谈一下变压器隔离的MOS管驱动器： 如果驱动高压MOS管，我们需要采用变压器驱动的方式和集成的高边开关。 这两个解决方案都有自己的优点和缺点，适合不同的应用。 集成高边驱动器方案很方便，优点是电路板面积较小，缺点是有很大的导通和关断延迟。 变压器耦合解决方案的优点是延迟非常低，可以在很高的压差下工作。常它需要更多，缺点是需要很多的元件并且对变压器的运行有比较深入的认识。 变压器常见问题和与MOS管驱动相关的问题： 变压器有两个绕组，初级绕组和次级绕组实现了隔离，初级和次级的匝数比变化实现了电压缩放，对于我们的设计一般不太需要调整电压，隔离却是我们最注重的。 理想情况下，变压器是不储存能量的（反激“变压器”其实是耦合电感）。不过实际上变压器还是储存了少量能量在线圈和磁芯的气隙形成的磁场区域，这种能量表现为漏感和磁化电感。对于功率变压器来说，减少漏感可以减少能量损耗，以提高效率。MOS管驱动器变压器的平均功率很小，但是在开通和关闭的时候传递了很高的电流，为了减少延迟保持漏感较低仍然是必须的。 法拉第定律规定，变压器绕组的平均功率必须为零。即使是很小的直流分量可能会剩磁，最终导致磁芯饱和。这条规则对于单端信号控制的变压器耦合电路的设计有着重大影响。 磁芯饱和限制了我们绕组的伏秒数。我们设计变压器必须考虑最坏情况和瞬时的最大的伏秒数。（在运行状态下，最坏情况和瞬时的，最大占空比和最大电压输入同时发生的情况），唯一我们确定的是变压器有一个稳定的电源电压。 对于单端应用的功率变压器来说，很大一部分开关周期需要保留来保证磁芯的正确复位（正激变换器）。复位时间大小限制电路运行的占空比。不过由于采用交流耦合实现了双向磁化，即使对于单端
普遍使用的非隔离型降压式电源设计及分析 非隔离降压型是现在普遍使用的电源结构，其几乎占了日光灯电源百分之九十以上。很多人都以为不隔离电源只有降压型一种，一说不隔离，就想到降压型，就想到说对灯不安全-指电源损坏后。其实降压型只是一种，还有两种基本结构，即升压，和升降压，即BOOST AND BUCK-BOOST，后两种电源即使损坏。不会影响到LED，有这种好处。 ?降压式电源也有其好处，主要第一点，适合用于220，但不适用于110，因为110V本来电压就低，一降就更低了，那样输出的电流大，电压低，效率做不太高。 ?降压式220V交流，整流滤波后约三百伏，经过降压电路，一般将电压降到直流150V左右，这样即可实现高压小电流输出，效率可以做高。一般用MOS做开关管，做这种规格的电源，我的经验是，可以做到百分之九十那样差不多，再往上也困难。原因很简单，芯片一般自损会有零点五W到一W，而日光灯管电源不过就是十W左右。所以不可能再往上走。现在电源效率这个东西很虚，很多人都是吹，实际根本达不到。常见有些人说什幺3W 的电源效率做到百分之八十五了，而且还是隔离型的。 ?告诉大家，即便是跳频模式的，空载功耗最小，也要0。3W，还什幺输出3W低压，能到百分之八十五，其实有百分之七十算很好了，反正现在很多人吹牛不打草稿，可以忽悠住外行，不过现在做LED的懂电源的也不多。?我说过，要效率高，首先就要做非隔离的，然后输出规格还要高压小电流，可以省去功率元件的导通损耗，所以象这种LED电源的主要损耗，一就是芯片自有损耗，这个损耗一般有零点几W到一W的样子，还有一个就是开关损耗了，用MOS做开关管可以显着减小这个损耗，用三极管开关损耗
SM7075-18 非隔离Buck (7V/0.1A;18V/0.35A)方案简介_V1.0 芯片概述 SM7075-18是采用电流模式PWM控制方式的功率开关芯片，集成高压启动电路和高压功率管，为低成本开关电源系统提供高性价比的解决方案。 芯片应用于BUCK系统方案，支持18V输出电压，很方便的应用于小家电产品领域。并提供了过温、过流、过压、欠压等完善的保护功能，保证了系统的可靠性。 SM7075-18芯片应用领域：电磁炉、电饭煲等小家电产品电源。 系统规格 输入电压 85Vac~264Vac 输出规格 (7V/0.1A；18V/0.35A) 恒压精度 7V: ±1.42%；18V: ±2.73% 方案优势 ◆系统元器件少，成本低，调试简单； ◆系统空载功耗低、转换效率高； 系统BOM NO. 元件类型 型号描述 位号 1 保险丝 FUS-RST-1A-250V F1 2 线绕电阻 RES-22R-5%-2W R1 3 插件二极管 DIO-REC-DO41-1.00A-1KV-IN4007 D1 4 插件二极管 DIO-REC-DO41-1.00A-1KV-IN4007 D2 5 插件二极管 DIO-REC-DO41-1.00A-1KV-IN4007 D3 6 插件二极管 DIO-REC-DO41-1.00A-1KV-IN400 7 D4 7 插件二极管 DIO-FAS-DO41-1.00A-600V-BYV26C D5 8 插件二极管 DIO-FAS-DO41-1.00A-1KV-UF4007 D6 9 插件二极管 DIO-FAS-DO41-1.00A-1KV-FR107 D7 10 电解电容 CAP-ELE-4.7u-400V-Ф8*12 C1 11 电解电容 CAP-ELE-4.7u-50V-Ф5*11 C2 12 电解电容 CAP-ELE-100u-16V-Ф6*12.5 C3 13 电解电容 CAP-ELE-220u-25V-Ф6.5*12 C4 14 变压器 TR-EE10卧式/1.6mH(140T:65T) T1 15 芯片 IC-SM7075-18-TO252 U1 系统电路图 图1 系统应用原理图 测试数据（输入电压220Vac条件下） 纹波测试 7V:96mV；18V:124mV 空载功耗 30mW 转换效率 75.5% 启动时间 194mS 实物图及PCB图 图2 系统方案板正面图 图3 系统方案板背面图 图4 PCB bottomlayer - 1 -
三种常用LED驱动电源详解 时间：2014-5-30 LED电源有很多种类，各类电源的质量、价格差异非常大，这也是影响产品质量及价格的重要因素之一。LED驱动电源通常可以分为三大类，一是开关恒流源，二是线性IC电源，三是阻容降压电源。 1、开关恒流源 采用变压器将高压变为低压，并进行整流滤波，以便输出稳定的低压直流电。开关恒流源又分隔离式电源和非隔离式电源，隔离是指输出高低电压隔离，安全性非常高，所以对外壳绝缘性要求不高。非隔离安全性稍差，但成本也相对低，传统节能灯就是采用非隔离电源，采用绝缘塑料外壳防护。开关电源的安全性相对较高（一般是输出低压），性能稳定，缺点是电路复杂、价格较高。开关电源技术成熟，性能稳定，是目前LED照明的主流电源。 图1：开关恒流隔离式日光灯管电源
图2：开关恒流隔离式电源原理图 图3：开关恒流非隔离式球泡灯电源 图4：开关恒流非隔离式电源原理图 2、线性IC电源 采用一个IC或多个IC来分配电压，电子元器件种类少，功率因数、电源效率非常高，不需要电解电容，寿命长，成本低。缺点是输出高压非隔离，有频闪，要求外壳做好防触电隔离保护。市面上宣称无（去）电解电容，超长寿命的，均是采用线性IC电源。IC驱电源具有高可靠性，高效率低成本优势，是未来理想的LED驱动电源。
图5：线性IC电源 图6：线性IC电源原理图 3、阻容降压电源 采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流，电路简单，成本低，但性能差，稳定性差，在电网电压波动时及容易烧坏LED，同时输出高压非隔离，要求绝缘防护外壳。功率因数低，寿命短，一般只适于经济型小功率产品（5W以内）。功率高的产品，输出电流大，电容不能提供大电流，否则容易烧坏，另外国家对高功率灯具的功率因数有要求，即7W以上的功率因数要求大于0.7，但是阻容降压电源远远达不到（一般在0.2-0.3之间），所以高功率产品不宜采用阻容降压电源。市场上，要求不高的低端型的产品，几乎全部是采用阻容降压电源，另外，一些高功率的便宜的低端产品，也是采用阻容降压电源。 图7：阻容降压电源
非隔离小功率电源芯片方案选型 非隔离小功率电源芯片LED供电照明驱动系列产品，系统采用Buck、Boost或Buck-Boost拓扑结构，仅需电感而无需变压器，整 体BOM成本低。内部集成钲铭科电子高精度的恒流技术，高压自启 动及供电技术和高功率因数控制技术等专利技术。可通过EFT、雷击、 浪涌等可靠性测试，可通过3C、UL、CE等认证。 非隔离小功率电源芯片主要应用于球泡灯、射灯、灯丝灯、吸顶灯、筒灯、T5/T8日光灯等LED照明驱动领域。 非隔离小功率电源芯片方案选型如下： IC name Topology MOSFET Ptype/Lout PF Eff Package Application SM7305PB BUCK集成550V5-9w/120mA>0.5>88%SOP8,SOT2 3-6 球泡，筒灯 SM7315P BUCK集成730V5-9w/120mA>0.5>88%SOP8,SOT2 3-6 球泡、灯芯合一、灯 丝灯 SM7317P BUCK集成730V9-18w/120mA>0.5>90%SOP8球泡、灯芯合一、灯丝灯 SM7307BUCK集成550V5-18w/150mA>0.5>88%DIP8/SOP8T5、T8、球泡灯SM7320BUCK集成550V8-24w/300mA>0.5>90%DIP8/SOP8T5、T8、球泡灯 SM7301C BUCK/BUCK- BOOST 外置 5-12w/100-30 0mA >0.5>80%SOP8 可控硅调光球泡、T 管
SM736X BUCK集成500V3-9w/60mA>0.5>92%TO-92蜡烛灯、球泡灯
光耦隔离（驱动）电路 （V1.0） 一、本文件的内容及适用范围 本文详细分析了非线性光耦的结构、重要参数，并以此为依据讲解了光耦的应用设计原则及隔离（驱动）电路的设计步骤与方法，最后对单片集成数字隔离器做了简单介绍。适用于作为艾诺公司开发工程师新项目硬件开发过程、产品设计修改过程、产品问题分析过程、工程师培训的指导性模块与参考文件。 本文中的“光耦”指非线性光耦。本文中的过程与方法不能完全应用于线性光耦。 二、光耦 光电耦合器optical coupler/optocoupler,简称光耦。是设计上输入与输出之间用来电气隔离并消除干扰的器件。因线性光耦特有其特点及设计方法，本文在此仅单独讨论在公司产品上广泛应用非线性光耦。 2.1 光耦在公司仪表上的主要应用 根据光耦的类型在公司仪表上主要有以下几个方面的应用： 1、数字信号隔离：非线性光耦，如6N137对高速数字信号如SPI、UART等接口的隔离。 2、模拟信号隔离传递：线性光耦。隔离&驱动：普通输出型，如TLP521对IO信号的隔离；达林顿输出型主要用于需要大驱动电流的场合，如继电器的驱动和隔离。 2.2 公司主要应用的主要非线性光耦类别、型号及参数特点 主要类别： 1、通用型：TLP521、PC817等。 2、数字逻辑输出型（高速、带输出控制脚）：6N137及其变种HCPL06系列等。 3、达林顿输出型：4N30、4N33等。 4、推挽输出型（MOS、IGBT驱动专用）：TLP250、HCPL316等 艾诺公司截止到2010年12月常用光耦型号统计及分类见表格《艾诺光耦201012.XLS》。 2.4 光耦基础知识 1、光耦结构及原理示意 光耦的主要构成部分：LED（电->光）、光电管（光->电）、电流放大（Hfe）部分。
非隔离降压型电源设计方案 一款不带变压器的宽电压、低成本、非隔离式AC/DC降压转换器 ——输出持续电流500mA（2.5~12W) 【关键词摘要】非隔离恒流恒压AC/DC电源芯片XD308H BUCK电路220V转5V220V转12V220V转24V380V转5V380V转12V380V转24V 【概述】非隔离AC-DC电源芯片XD308H设计组成的降压恒流恒压电路，采用了BUCK电路拓扑结构，常用于小家电控制板电源以及工业控制电源供电。其典型电路规格包含24V/500mA、12V/500mA和5V/500mA等，满足六级能效要求。可通过雷击、EFT、浪涌等可靠性测试，可通过UL、CE、3C等认证。其特点是：电路简单、BOM成本低（外围元件数目极少：无需变压器、光耦）,电源体积小、无异常噪音、损耗小发热低。 1）220V转24V降压电路：输入32~380Vac，输出24V/500mA电源方案 如图所示的电路为一个典型的输出为24V/500mA的非隔离电源。它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。
220V转24V降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。保险电阻RF1 为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安全开路，不应产生任何冒烟、冒火及过热发光现象)。压敏电阻RV1用于防雷保护，提高系统可靠性。功率处理级由宽电压高效率电源芯片XD308H、续流二极管D2、输出电感 L1及输出电容C3构成。 2）220V转12V降压电路：输入32~380Vac，输出12V/500mA电源方案如图所示的电路为一个典型的输出为12V/500mA的非隔离电源。它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。
几种隔离LED驱动电源方案[附电路图] 在全球能源短缺、环保要求不断提高的背景下，世界各国均大力发展绿色节能照明。LED照明作为一种革命性的节能照明技术，正在飞速发展。然而，LED驱动电源的要求也在不断提高。高效率、高功率因数、安全隔离、符合EMI标准、高电流控制精度、高可靠性、体积小、成本低等正成为LED驱动电源的关键评价指标。 LED驱动电源的具体要求 LED是低压发光器件，具有长寿命、高光效、安全环保、方便使用等优点。对于市电交流输入电源驱动，隔离输出是基于安全规范的要求。LED驱动电源的效率越高，则越能发挥LED高光效，节能的优势。同时高开关工作频率，高效率使得整个LED驱动电源容易安装在设计紧凑的LED灯具中。高恒流精度保证了大批量使用LED照明时的亮度和光色一致性。 10W以下功率LED灯杯应用方案 目前10W以下功率LED应用广泛，众多一体式产品面世，即LED驱动电源与LED灯整合在一个灯具中，方便了用户直接使用。典型的灯具规格有GU10、E27、PAR30等。针对这一应用，我们设计了如下方案(见图1) 图1：基于AP3766的LED驱动电路原理图 该方案特点如下： 1. 基于最新的LED专用驱动芯片AP3766，采用原边控制方式，无须光耦和副边电流控制电路，实现隔离恒流输出，电路结构简单。通过电阻R5检测原边电流，控制原边电流峰值恒定，同时控制开关占空比，保持输出二极管D1的导通时间和整个开关周期时间比例恒定，实现了输出电流的恒定。 2. AP3766采用专有的“亚微安启动电流”技术，仅需0.6μA的启动电流，因此降低了启动电阻R1和R2上的功耗，提高了系统效率。典型5W应用效率大于80%，空载功耗小于30mW。 3. AP3766采用恒流收紧技术实现垂直的恒流特性，恒流精度高。 4. 电路元件数量少，AP3766采用SOT-23-5封装，体积小，整个电路可以安装在常用规格灯杯中。 5. 安全可靠，隔离输出，具有输出开路保护、过压保护及短路保护功能。 6. 功率开关管采用三极管，省去了高压场效应管，系统成本低。 图2为该方案的5W应用电路样机实物照片。图3是基于AP3766的5W LED驱动装置实物照片。图4为基于AP3766的5W LED驱动电路满载效率随交流输入电压变化曲线。图5为基于AP3766的5W LED驱动电路满载输出IV特性曲线。 10～60W功率LED路灯、LED直管灯应用方案 IEC国际电工委员会对照明灯具提出明确的谐波要求，即IEC61000-3-2标准。因此对于较大功率LED照明应用，采用功率因数校正(PFC)控制技术成为必需。对于60W以下应用，有高性价比单级PFC控制方案，该方案电路原理图。 图6：基于AP166+AP4313的LED驱动电路原理图 该方案特点有： 1.单级PFC方案，只用一级反激式电路拓扑，同时实现功率因数校正和隔离恒流输出。元件数量少、体积小、性价比高。 2.高功率因数，采用有源功率因数校正控制芯片AP1661，功率因数PF>0.9，满足IEC61000-3-2谐波标准。
光耦隔离和驱动电路如下图所示：
2008-09-01,17:02:33 资料邮件 回复引用回 编辑删除 2008-09-01,17:资料邮件回复引用回 编辑删除
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非隔离降压型电源设计方案 非隔离降压型电源是现在普遍使用的电源结构，几乎占了日光灯电源百分之九十以上。很多人都以为非隔离电源只有降压型一种，每每一说到不隔离，就想到降压型，就想到说对灯不安全(指电源损坏)。其实降压型不只是一种，还有两种基本结构，即升压，和升降压，即BOOST AND BUCK- BOOST，后两种电源即使损坏。不会影响到LED 的好处。降压式电源也有其好处，它适合用于220，但不适用于110，因为110V 本来电压就低，一降就更低了，那样输出的电流大，电压低，效率做不太高。降压式220V 交流，整流滤波后约三百伏，经过降压电路，一般将电压降到直流150V 左右，这样即可实现高压小电流输出，效率可以做得较高。一般用MOS 做开关管，做这种规格的电源，我的经验是，可以做到百分之九十那样差不多，再往上也困难。原因很简单，芯片一般自损会有0.5W 到1W，而日光灯管电源不过就是10W 左右。所以不可能再往上走。现在电源效率这个东西很虚，很多人都是吹，实际根本达不到。 常见有些人说什么3W 的电源效率做到百分之八十五了，而且还是隔离型的。告诉大家，即便是跳频模式的，空载功耗最小，也要0.3W，还什么输 出3W 低压，能到百分之八十五，其实有百分之七十算很好了，反正现在很多人吹牛不打草稿，可以忽悠住外行，不过现在做LED 的懂电源的也不多。 我说过，要效率高，首先就要做非隔离的，然后输出规格还要高压小电流，可以省去功率元件的导通损耗，所以象这种LED 电源的主要损耗，一就 是芯片自有损耗，这个损耗一般有零点几W 到一W 的样子，还有一个就是开关损耗了，用MOS 做开关管可以显著减小这个损耗，用三极管开关损耗就大很多。所以尽量不要用三极管。还有就是做小电源，最好不要太省，不要用
隔离电源与非隔离电源风云争霸 虽说这不是新的问题，但最近一段时间，无论在各大论坛还是在一些场合，常有人会问及，也有跟身边的一些各电源论坛牛人版主交流交换过意见，说明确实有必要说说。 回答这个问题，主要从以下几个方面 1. 安全性 隔离电源是使用变压器将220V电压通过变压器将电压降到较低的电压，然后再整流成直流电输出供电使用。因为变压器的主线圈承受220V电压，次级线圈只承受输出的低交流电压，并且主次线圈之间并不直接连接，所以称为隔离电源。变压器的转换过程是：电-磁-电，没有和大地连接，所以不会发生触电危险。 而非隔离电源是用220V直接输入到电子电路，在通过电子元件降压输出，输入输出是通过电子元件直接连接的，所以称非隔离电源;两者从表面上看就是有无变压器的区别。LED非隔离设计仅限于双绝缘产品，例如灯泡的替代产品，其中LED和整个产品都集成并密封在非导电塑料中，因此，最终用户并没有任何触电的危险。二级产品都是隔离型的，价格相对比较昂贵。非隔离电路是输入电源通过升降压之后直接加在了LED负载上，有触电危险存在。 所以要通过安规认证，比如3C、UL、CE等，非隔离就麻烦，一般生产厂家没有绝对的设计技术实力，一般不好通过。因为绝缘及爬电距离不够，只能从灯具物理结构设计了。灯管是可以接受的，也有全塑的，比如，通常LED和铝散热器之间的绝缘也就靠铝基板的印製板的薄膜绝缘。虽然这个绝缘层可以耐2000V 高压，但有时螺丝孔的毛刺会产生所谓的爬电现象，使得难以通过CE认证。 但作为完整的LED照明灯具产品，产品表面使用者能接触到的部分一定要经过隔离，不能让人触电。而从产品整个系统而言，隔离是不可避免的，区别只是设置隔离的位置不同。 作为一个让最终用户能安全使用的产品，一定会考虑绝缘与隔离的可靠性。 注意：这里牛逼大侠提醒，有些厂家为节省成本，采用在主线圈上直接抽头提取低电压的办法，这种办法看似有变压器，实际没有次级线圈，不能算是隔离电源! 2.电性能
目前在一般的 led 照明市场上,存在非隔离设计和隔离型驱动电源之分。 非隔离设计仅限于双绝缘产品,例如灯泡的替代产品,其中 LED 和整个产品都集成并密封在非导电塑料中,因此,最终用户并没有任何触电的危险。二级产品都是隔离型的,价格相对比较昂贵, 但在用户可以接触到 LED 和输出接线的地方 (通常在LED 照明和路灯照明应用的情况下 ,这种产品必不可少。 带隔离变压器或者电气隔离的 led 驱动电源意味着 LED 可以直接用手接触而不会触电。而无隔离变压器的 LED 驱动电源虽仍可以借助防护外壳实现部分机械绝缘,但此时的 LED 在工作时并不能直接接触。绝缘型灯泡在今后将成为主流。 物理设计决定着驱动器是隔离式还是非隔离式。安全规则通常要求使用两个独立的隔离层。设计师可以选择两种物理隔离层,即塑料散光罩和玻璃护罩, 并使用非隔离式电源。如果物理隔离成本太高、存在机械困难或者吸收太多光,就必须在电源中解决电气隔离问题。隔离式电源通常要比同等功率水平的非隔离式电源大一些。照明灯设计师必须在他们所设计的每款产品中进行大量的成本及设计优化工作。 由于适用于不同的应用, 是采用隔离的绝缘变压器还是采用隔离的防护灯罩外壳, 设计者在不同的角度考虑永远会有不同的见解。通常, 他们会从多方面去分析, 例如成本与制造工艺、效率和体积、绝缘可靠性和安全规范的要求,等等。带变压器的驱动成本较高,但也相应让 led 灯具变得更加实用,能够满足终端用户偶然接触LED 的需要。当白炽灯玻璃外壳很容易被损坏时,一个 E27型号的普通灯泡可被替换成为 LED 灯。此外,在工业区或者是办公设备应用中的灯具并不需要接触到终端用户,如路灯和商场照明,这时的 LED 灯也确实需要隔离变压器。作为一个让最终用户能安全使用的产品, 一定会考虑绝缘与隔离的可靠性。作为完整的产品,产品表面使用者能接触到的部分一定要经过隔离,不能让人触电。而从产品整个系统而言, 隔离是不可避免的, 区别只是设置隔离的位置不同。有些设计者采用隔离的变压器设计, 因此他们可以简化散热和灯罩的设计。如果用非隔离的驱动设计, 在灯壳等
无变压器的低成本非隔离式AC/DC降压转换器方案 【关键词摘要】非隔离AC/DC电源芯片XD308H BUCK电路无变压器220V转5V220V转12V220V转24V380V转5V380V转12V380V转24V 【概述】非隔离AC-DC电源芯片降压电路，一般采用BUCK电路拓扑结构，常见于小家电控制板电源以及工业控制电源供电。其典型电路规格包含5V/500mA、12V/500mA和24V/500mA等，满足六级能效要求。可通过EFT、雷击、浪涌等可靠性测试，可通过3C、UL、CE等认证。其特点是：电路简单、BOM成本低（外围元件数目极少：无需变压器、光耦）,电源体积小、无音频噪音、损耗小发热低。 1）220V转5V降压电路：输入12~380Vac，输出5V/500mA 如图1所示的电路为一个典型的输出为5V/500mA的非隔离电源。它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。 电源系统带有各种保护，包括过热保护（OTP）、VCC欠压闭锁（UVLO）、过载保护（OLP）、短路保护（SCP）等。电路特点：无噪音,发热低。220V转5V降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。保险电阻RF1为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安全开路，不应产生任何冒烟、冒火
及过热发光现象)。压敏电阻RV1用于防雷保护，提高系统可靠性。功率处理级由宽电压高效率电源芯片XD308H、续流二极管D2、输出电感L1及输出电容C3构成。 2）220V转12V降压电路：输入32~380Vac，输出12V/500mA 如图2所示的电路为一个典型的输出为12V/500mA的非隔离电源。它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。 电源系统带有各种保护，包括过热保护（OTP）、VCC欠压闭锁（UVLO）、过载保护（OLP）、短路保护（SCP）等。电路特点：无噪音,发热低。220V转12V降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。保险电阻RF1 为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，
开关电源中的变压器隔离驱动电路（一） 普高（杭州）科技开发有限公司 张兴柱 博士 图1是非常常用的隔离驱动电路，其原边类似于正激变换器中的接法，第三绕组c N 和 (gs V 图1： 隔离驱动电路#1 二极管c D 串联用来对原边激磁电感的去磁，一般情况下，可选择p c N N =，且将c N 和p N 双股并绕。副边绕组s N 与二极管2D 、三极管2Q 及3R 、4R 来恢复原边驱动信号的波形，并实现隔离，其中调节4R 的大小，可以调节隔离驱动信号的驱动能力，2Q 与3R 的作用是保证MOSFET S1在断开瞬间，其门源电荷上电压的快速放电，以便提高 S1的关断速度。5R 与1ZD 则是用来保护S1免受损坏的两个元件，加5R 后，可避免在控制电路还没有工作，功率级已经加电时因S1的DG 电容和GS 电容所引起的 S1之误导通及相应的损坏，其阻值可选为5K~50K ；加ZD2是用来保证各种动态下S1的GS 电压不会超过其规定的最大值，以避免S1的门源损坏，其稳压值可取18V 左右。原边的Q1既可用MOSFET ，也可用三极管，电阻1R 和2R 的选择比较容易，在Q1用MOSFET 时，1R 可取几十到数百殴姆，2R 可取几千殴姆。 上述隔离驱动电路在p c N N =时，能隔离的驱动信号，其最大占空比要小于0.5，否则其变压器会因为伏秒不平衡而饱和。所以这种隔离驱动电路多用在二极管去磁双正激变换器和对称驱动半桥变换器中。如前面所说的，隔离驱动变压器的设计可先按原则选好铁芯的材料和铁芯的形状及尺寸，然后按下面的公式计算匝数： 8_max 10×?×= s c s cc p f BA V D N （匝） 其中：r B B B ?=?max ，sat B B LED驱动电源隔离与非隔离的区别 目前在一般的LED照明市场上，存在非隔离设计和隔离型驱动电源之分。非隔离设计仅限于双绝缘产品，例如灯泡的替代产品，其中LED和整个产品都集成并密封在非导电塑料中，因此，最终用户并没有任何触电的危险。二级产品都是隔离型的，价格相对比较昂贵，但在用户可以接触到LED和输出接线的地方（通常在LED照明和路灯照明应用的情况下），这种产品必不可少。 带隔离变压器或者电气隔离的LED驱动电源意味着LED可以直接用手接触而不会触电。而无隔离变压器的LED驱动电源虽仍可以借助防护外壳实现部分机械绝缘，但此时的LED在工作时并不能直接接触。 物理设计决定着驱动器是隔离式还是非隔离式。安全规则通常要求使用两个独立的隔离层。设计师可以选择两种物理隔离层，即塑料散光罩和玻璃护罩，并使用非隔离式电源。如果物理隔离成本太高、存在机械困难或者吸收太多光，就必须在电源中解决电气隔离问题。 隔离式电源通常要比同等功率水平的非隔离式电源大一些。照明灯设计师必须在他们所设计的每款产品中进行大量的成本及设计优化工作。由于适用于不同的应用，是采用隔离的绝缘变压器还是采用隔离的防护灯罩外壳，设计者在不同的角度考虑永远会有不同的见解。 通常，他们会从多方面去分析，例如成本与制造工艺、效率和体积、绝缘可靠性和安全规范的要求，等等。带变压器的驱动成本较高，但也相应让LED灯具变得更加实用，能够满足终端用户偶然接触LED的需要。当白炽灯玻璃外壳很容易被损坏时，一个E27型号的普通灯泡可被替换成为LED灯。 此外，在工业区或者是办公设备应用中的灯具并不需要接触到终端用户，如 路灯和商场照明，这时的LED灯也确实需要隔离变压器。 作为一个让最终用户能安全使用的产品，一定会考虑绝缘与隔离的可靠性。作为完整的产品，产品表面使用者能接触到的部分一定要经过隔离，不能让人触电。而从产品整个系统而言，隔离是不可避免的，区别只是设置隔离的位置不同。有些设计者采用隔离的变压器设计，因此他们可以简化散热和灯罩的设计。如果用非隔离的驱动设计，在灯壳等结构上就必须考虑可靠的绝缘要求。因此作为电源驱动，隔离与非隔离的方案一直都同时存在。 中国LED驱动电源制造商们可能面对的主要挑战是找到低成本的AC/DC驱动器，从而满足在低成本电源系统中实现更严格的功率因子和效率表现。未来，在空间受限且存在散热困难的系统（比如LED灯具）中使用高质量、高可靠性的电源，将不再免费。然而，在最终用户使用过许多某款寿命在10,000小时左右的灯泡之前，要想证明其质量高是相当困难的事情。 隔离和非隔离LED驱动电源方案各有优缺点。我们认为，ClassII将是主流，因为它简化了LED散热问题。ClassI或II系统依赖接地系统，在大多数情况下，跟安装地点很有关系。ClassII较常见，它要求双级或加强型隔离，也即需要变压器磁性绕组、绝缘带和物理隔绝。ClassI系统要求一个接地外壳和（或）机械障碍，而这时ClassII系统不需要的。 目前有好几个趋势正在推动LED照明市场的发展。首先是高亮度LED效率的不断改善和非常高效率的高可靠性恒流LED驱动电源的不断涌现，其次是全球立法禁止白炽灯照明（由于其低效率）和CFL节能灯的逐步淡出（如果打破的话，它会流出对环境有害的水银）。这些因素综合起来正使得LED照明成为一个长期的发展趋势。当然，低系统成本（包括LED、热管理系统和LED驱动器）永远是 超宽电压非隔离AC/DC电源方案 【关键词摘要】非隔离电源方案AC/DC电源芯片XD308H BUCK无变压器220V转5V220V转12V220V转24V380V转5V380V转12V380V转24V 【概述】非隔离AC-DC电源芯片降压电路，一般采用BUCK电路拓扑结构，常见于小家电控制板电源以及工业控制电源供电。其典型电路规格包含5V/500mA、12V/500mA和24V/500mA等，满足六级能效要求。可通过EFT、雷击、浪涌等可靠性测试，可通过3C、UL、CE等认证。其特点是：电路简单、BOM成本低（外围元件数目极少：无需变压器、光耦）,电源体积小、无音频噪音、损耗小发热低。 1）220V转5V降压电路：输入12~380Vac，输出5V/500mA 如图1所示的电路为一个典型的输出为5V/500mA的非隔离电源。它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。 电源系统带有各种保护，包括过热保护（OTP）、VCC欠压闭锁（UVLO）、过载保护（OLP）、短路保护（SCP）等。电路特点：无噪音,发热低。220V转5V降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。保险电阻RF1为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安全开路，不应产生任何冒烟、冒火 及过热发光现象)。压敏电阻RV1用于防雷保护，提高系统可靠性。功率处理级由宽电压高效率电源芯片XD308H、续流二极管D2、输出电感L1及输出电容C3构成。 2）220V转12V降压电路：输入32~380Vac，输出12V/500mA 如图2所示的电路为一个典型的输出为12V/500mA的非隔离电源。它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。 电源系统带有各种保护，包括过热保护（OTP）、VCC欠压闭锁（UVLO）、过载保护（OLP）、短路保护（SCP）等。电路特点：无噪音,发热低。220V转12V降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。保险电阻RF1 为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安全开路，不应产生任何冒烟、冒火及过热发光现象)。压敏电阻RV1用于防雷保护，提高系统可靠性。功 电容降压式电源 将交流市电转换为低压直流的常规方法是采用变压器降压后再整流滤波，当受体积和成本等因素的限制时，最简单实用的方法就是采用电容降压式电源。 一、电路原理 电容降压式简易电源的基本电路如图1，C1为降压电容器，D2为半波整流二极管，D1在市电的负半周时给C1提供放电回路，D3是稳压二极管，R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。在实际应用时常常采用的是图2的所示的电路。当需要向负载提供较大的电流时，可采用图3所示的桥式整流电路。 整流后未经稳压的直流电压一般会高于30伏，并且会随负载电流的变化发生很大的波动，这是因为此类电源内阻很大的缘故所致，故不适合大电流供电的应用场合。 二、器件选择 1.电路设计时，应先测定负载电流的准确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io，实际上是流过C1的充放电电流Ic。C1容量越大，容抗Xc越小，则流经C1的充、放电电流越大。当负载电流Io小于C1的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁. 2.为保证C1可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。 3.泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。 三、设计举例 图2中，已知C1为0.33μF，交流输入为220V/50Hz，求电路能供给负载的最大电流。 C1在电路中的容抗Xc为: Xc=1 /（2 πf C）= 1/（2*3.14*50*0.33*10-6）= 9.65K 流过电容器C1的充电电流（Ic）为： Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA。 通常降压电容C1的容量C与负载电流Io的关系可近似认为：C=14.5 I，其中C的容量单位是μF，Io的单位是A。 电容降压式电源是一种非隔离电源，在应用上要特别注意隔离，防止触电。 非隔离开关电源解决方案(含电路原理图） 【关键词摘要】非隔离电源方案AC/DC电源芯片XD308H BUCK无变压器220V转5V220V转12V220V转24V380V转5V380V转12V380V转24V 【概述】非隔离电源方案（AC-DC电源芯片降压电路），一般采用BUCK 电路拓扑结构，常见于小家电控制板电源以及工业控制电源供电。其典型电路规格包含5V/500mA、12V/500mA和24V/500mA等，满足六级能效要求。可通过EFT、雷击、浪涌等可靠性测试，可通过3C、UL、CE等认证。其特点是：电路简单、BOM成本低（外围元件数目极少：无需变压器、光耦）,电源体积小、无音频噪音、损耗小发热低。 1）220V转5V降压电路：输入12~380Vac，输出5V/500mA非隔离电源 如图1所示的电路为一个典型的输出为5V/500mA的非隔离电源，输入电源范围:12-380Vac。它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。 电源系统带有各种保护，包括过热保护（OTP）、VCC欠压闭锁（UVLO）、过载保护（OLP）、短路保护（SCP）等。电路特点：无噪音,发热低。220V转5V降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。保险电阻RF1为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安全开路，不应产生任何冒烟、冒火 一款10W非隔离LED驱动电源的设计方案 本文提出了一款使用 TI 控制芯片 TPS92210 设计的 10W LED 驱动电源的方案。 TPS92210 特有的临界模式固定峰值电流控制功能，该设计方案无须反馈，从而整个设计方案简单，器件少，成本低。 0 引言 近来，LED 驱动电源市场中，非隔离解决方案由于其磁性元件尺寸更小、能效更高、元件数量更少、总物料单成本更低，以及能以机械设计满足安规等优势，成为应用热点。本文提出了一款使用 TI 控制芯片 TPS92210 设计的 10W LED 驱动电源的方案。使用 TPS92210 特有的临界模式固定峰值电流控制功能，该设计方案无须反馈，从而整个设计方案简单，器件少，成本低，效率高。 1 电源方案介绍 本方案采用TPS92210控制的临界Buck电路，设置TPS92210工作于固定峰值电流的方法，使电感电流峰值固定，因为电路工作在临界模式，所以电感电流的平均值等于峰值电流的一半，从而达到输出恒流的目的。 同时，本方案不需要额外的电路，TPS92210本身可以实现输出过流、短路、开路等保护。所以整个方案的元件少，成本低。 输入采用了填谷电路，使得整机的PF值一直在0.7以上。 C8,L2,C5组成pi型滤波。整机通过了传导测试。 图 1:10W LED 电源解决方案 图 2: 10W LED 电源实物图 1.1 TPS92210 临界模式设置 TPS92210 需要满足三个条件来开始一个新的周期： 1）距离上一次开通的时间需要大于由Ifb电流控制的时间。 2）距离上一次开通的时间需要大于芯片的最高频率所限制的时间7.5us. 3） Tze脚必须有由高到低的零点穿越。 由于需要满足以上三个条件，设计中将FB脚通过电阻接到Vdd设置一个固定的直流偏置，使TPS92210的开通完全由Tze脚的电压零点穿越来决定，这就保证了变换器一直工作在临界电流模式。 1.2电感的设计 根据输入输出要求，计算电感量。本方案中，输入 176V~264Vac,输出 40V,0.25A.由于输入采用了填谷电路，所以输入的电压范围可以计算如下： 根据上面计算的最小最大输入电压，可以计算最小、最大占空比： 超宽电压输入非隔离电源方案(含电路原理图） 【关键词摘要】非隔离电源方案AC/DC电源芯片XD308H BUCK无变压器220V转5V220V转12V220V转24V380V转5V380V转12V380V转24V 【概述】非隔离电源方案（AC-DC电源芯片降压电路），一般采用BUCK 电路拓扑结构，常见于小家电控制板电源以及工业控制电源供电。其典型电路规格包含5V/500mA、12V/500mA和24V/500mA等，满足六级能效要求。可通过EFT、雷击、浪涌等可靠性测试，可通过3C、UL、CE等认证。其特点是：电路简单、BOM成本低（外围元件数目极少：无需变压器、光耦）,电源体积小、无音频噪音、损耗小发热低。 1）220V转5V降压电路：输入12~380Vac，输出5V/500mA非隔离电源 如图1所示的电路为一个典型的输出为5V/500mA的非隔离电源，输入电源范围:12-380Vac。它通常应用于家用电器的(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)。此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。 电源系统带有各种保护，包括过热保护（OTP）、VCC欠压闭锁（UVLO）、过载保护（OLP）、短路保护（SCP）等。电路特点：无噪音,发热低。220V转5V降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。保险电阻RF1为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安全开路，不应产生任何冒烟、冒火LED驱动电源隔离与非隔离的区别
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