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恒壓/恒流充電器的電路原理

  通用輸入恒壓/恒流(CV/CC)充電器電源的電路圖,該設計采用了Power Integrations的LinkSwitch-II系列產品LNK-616PG。本設計適用于手機電池充電器USB充電器或任何有恒壓/恒流特性要求的應用。
在本設計中,二極管D1到D4對AC輸入進行整流。電容C1和C2對經整流的AC進行濾波。電感L1和L2以及電容C1和C2組成一個π型濾波器,對差模傳導EMI噪聲進行衰減。這些與Power Integrations的變壓器E-sheild?技術相(xiang)結合(he),使本設計能以充足的(de)裕量(liang)輕(qing)松滿足EN55022 B級傳(chuan)導(dao)EMI要求(qiu),且無需Y電(dian)容。防火、可(ke)熔、繞(rao)線(xian)式電(dian)阻RF1提(ti)供(gong)嚴(yan)重(zhong)故障保護,并(bing)可(ke)限制啟(qi)動期間產生的(de)浪涌電(dian)流。圖1顯示U1通(tong)過可(ke)選(xuan)偏置電(dian)源(yuan)實現供(gong)電(dian),這樣可(ke)以降低空(kong)載功耗并(bing)提(ti)高輕(qing)載時的(de)效率。電(dian)容C4對U1提(ti)供(gong)去耦,其值(zhi)決定(ding)電(dian)纜壓(ya)降補(bu)償的(de)數量(liang)。

在恒壓階段,輸出電壓通過開/關控制進行調節,并通過跳過開關周期得以維持。通過調整使能與禁止開關周期的比例,可以維持穩壓。還可根據輸出負載情況減低開關損耗,使轉換器的效率在整個負載范圍內得到優化。輕載(涓流充電)條件下,還會降低初級側電流限流點以減小變壓器磁通密度,進而降低音頻噪音。隨著負載電流的增大,電流限流點也將升高,跳過的周期也越來越少。
當不再跳過任何開關周期時(達到最大輸出功率點),LinkSwitch-II內的控制器將切換到恒流模式。需要進一步提高負載電流時,輸出電壓將會隨之下降。輸出電壓的下降反映在FB引腳電壓上。
作(zuo)為對(dui)FB引(yin)腳(jiao)電(dian)壓(ya)(ya)下降(jiang)(jiang)的響應(ying),開關頻(pin)率將(jiang)下降(jiang)(jiang),從(cong)而實(shi)現線性(xing)恒(heng)流(liu)輸(shu)出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)。D5、R3、R4和(he)C3組成RCD-R箝位電(dian)路,用于(yu)限(xian)制(zhi)漏感(gan)引(yin)起的漏極(ji)(ji)電(dian)壓(ya)(ya)尖(jian)峰(feng)。電(dian)阻(zu)R4擁有相對(dui)較(jiao)大(da)的值,用于(yu)避免漏感(gan)引(yin)起的漏極(ji)(ji)電(dian)壓(ya)(ya)波形(xing)振蕩(dang),這樣可以(yi)改善穩壓(ya)(ya)和(he)減(jian)少EMI的生(sheng)成。二極(ji)(ji)管D7對(dui)次(ci)級進行(xing)整流(liu),C7對(dui)其進行(xing)濾(lv)波。C6和(he)R8可以(yi)共同(tong)限(xian)制(zhi)D7上的瞬態電(dian)壓(ya)(ya)尖(jian)峰(feng),并降(jiang)(jiang)低傳導及(ji)輻射EMI。電(dian)阻(zu)R9充當輸(shu)出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)假負(fu)載,可以(yi)確保空載時的輸(shu)出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)電(dian)壓(ya)(ya)處于(yu)可接受的限(xian)制(zhi)范圍內。反饋電(dian)阻(zu)R5和(he)R6設(she)(she)定(ding)恒(heng)流(liu)階(jie)段的最大(da)工作(zuo)頻(pin)率(從(cong)而設(she)(she)定(ding)輸(shu)出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)電(dian)流(liu))與(yu)恒(heng)壓(ya)(ya)階(jie)段的輸(shu)出(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)電(dian)壓(ya)(ya)。

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