適用于 VoIP 電話的 10 W 電源
出處：維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于：2023-10-08 17:20:07 | 357 次閱讀
這是針對 VoIP 電話而設(shè)計(jì)的采用 DPA423P 的 10 W 電源的設(shè)計(jì)示例報(bào)告。它的工作輸入范圍為 37 至 57 VDC，輸出為 3.3 V/2.0 A、5 V/200 mA、12 V/200 mA。該電源具有高效率（48 VDC 時超過 70%）、低 EMI 特征、低部件數(shù)量以及所有輸出上的內(nèi)置輸入短路保護(hù)。
該設(shè)計(jì)經(jīng)過優(yōu)化，可最大程度地減少輻射 EMI 發(fā)射。在報(bào)告的 EMI 部分可以看出，與現(xiàn)有生產(chǎn)的 DPA423 設(shè)計(jì)相比，輻射 EMI 有了顯著改善。
圖1 示意圖
電路操作
該電源使用 DPA423 器件 (U1)，該器件具有集成 MOSFET 和控制器，采用隔離反激式配置。該電路還使用器件的欠壓關(guān)斷功能以及電流限制設(shè)置來最大限度地減小變壓器尺寸。該器件的工作開關(guān)頻率為 300 kHz。
輸入保險(xiǎn)絲 F1 可保護(hù)電源免受災(zāi)難性故障的影響 - 盡管 DPA 開關(guān)的內(nèi)置保護(hù)功能應(yīng)使其變得多余。
組件 C1、C2 和 L7 形成 pi 濾波器，以限制傳導(dǎo)和輻射 EMI 發(fā)射。這些組件與 y 電容器 C16 和變壓器中的屏蔽一起限制 EMI 輻射。電阻器 R1 對輸入欠壓啟動閾值（和過壓關(guān)斷電壓）進(jìn)行編程。二極管 D1、R7、C4、R2 和 R3 實(shí)現(xiàn) RCD 鉗位電路，以限制漏極引腳上的漏感尖峰。電容器 C3 和電阻器 R4 實(shí)現(xiàn)緩沖器，以限制漏極開關(guān)引起的高頻振鈴。二極管 D2、R5 和 C6 實(shí)現(xiàn)偏置電壓電源，為具有集成 PWM、控制器和主開關(guān) MOSFET 的 DPA 開關(guān) (U4) 提供工作電源。電阻器 R6 和 C5 為 D2 提供二極管緩沖器。電阻器 R20 對 DPA 開關(guān)的電流限制進(jìn)行編程。電容器 C7 和 C8 提供器件去耦功能，C8 還可以對器件的啟動和自動重啟周期進(jìn)行編程。電阻器 R8 與 C8 一起提供反饋補(bǔ)償。變壓器T1的電感提供電路的能量存儲和轉(zhuǎn)換元件。
3.3V 輸出由二極管 D8 和電容器 C10、C11 進(jìn)行整流和濾波，其中 C12 提供輸出去耦。5 V 輸出直流堆疊在 3.3 V 穩(wěn)壓直流輸出上，并由二極管 D6 和電容器 C13 以及提供輸出去耦的電容器 C13 進(jìn)行整流和濾波。12 V 輸出交流堆疊在 5 V 變壓器繞組上，并由二極管 D7 和電容器 C14 進(jìn)行整流和濾波，其中電容器 C17 提供輸出去耦。晶體管 Q2 和組件 R15、R26、R27、R28、C24、U4 實(shí)現(xiàn)線性穩(wěn)壓器，以消除 12 V 輸出的峰值充電電壓。電阻器 R26、D12、D13 和 D14 均在輸出之間形成預(yù)負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，以改善交叉調(diào)節(jié)。元件 R21、C21、R22、C22、R23 和 C23 提供輸出二極管緩沖。當(dāng) 12 V 輸出短路時，二極管會拉低 5 V 輸出，從而強(qiáng)制 DPA 開關(guān)自動重啟。使用該二極管無需 12 V 線性穩(wěn)壓器電路中的短路保護(hù)。
電阻器 R11 和 R10 分別檢測 5 V 和 3.3 V 輸出上的電壓。它們與 R12 一起為 LM431 (U3) 基準(zhǔn)提供輸入信號。元件 R13 和 C15 為 U3 提供補(bǔ)償，以確保其頻率響應(yīng)僅限于低頻信號。電阻器 R9 對控制環(huán)路的高頻增益進(jìn)行編程，并與光電二極管 U2A 一起傳輸反饋信號。二極管 D3 和 C9 提供軟完成電路，以限制啟動時的輸出過沖。當(dāng)電源輸出失去調(diào)節(jié)時，二極管 D4 對 C9 放電。光電晶體管 U2B 將控制信號反饋至 DPA 開關(guān)。
該設(shè)計(jì)經(jīng)過優(yōu)化，可最大程度地減少輻射 EMI 發(fā)射。在報(bào)告的 EMI 部分可以看出，與現(xiàn)有生產(chǎn)的 DPA423 設(shè)計(jì)相比，輻射 EMI 有了顯著改善。
本文件提供了完整的設(shè)計(jì)信息，包括規(guī)格、原理圖、物料清單以及變壓器設(shè)計(jì)和施工信息。該文檔還提供了性能信息。
圖1 示意圖
電路操作
該電源使用 DPA423 器件 (U1)，該器件具有集成 MOSFET 和控制器，采用隔離反激式配置。該電路還使用器件的欠壓關(guān)斷功能以及電流限制設(shè)置來最大限度地減小變壓器尺寸。該器件的工作開關(guān)頻率為 300 kHz。
輸入保險(xiǎn)絲 F1 可保護(hù)電源免受災(zāi)難性故障的影響 - 盡管 DPA 開關(guān)的內(nèi)置保護(hù)功能應(yīng)使其變得多余。
組件 C1、C2 和 L7 形成 pi 濾波器，以限制傳導(dǎo)和輻射 EMI 發(fā)射。這些組件與 y 電容器 C16 和變壓器中的屏蔽一起限制 EMI 輻射。電阻器 R1 對輸入欠壓啟動閾值（和過壓關(guān)斷電壓）進(jìn)行編程。二極管 D1、R7、C4、R2 和 R3 實(shí)現(xiàn) RCD 鉗位電路，以限制漏極引腳上的漏感尖峰。電容器 C3 和電阻器 R4 實(shí)現(xiàn)緩沖器，以限制漏極開關(guān)引起的高頻振鈴。二極管 D2、R5 和 C6 實(shí)現(xiàn)偏置電壓電源，為具有集成 PWM、控制器和主開關(guān) MOSFET 的 DPA 開關(guān) (U4) 提供工作電源。電阻器 R6 和 C5 為 D2 提供二極管緩沖器。電阻器 R20 對 DPA 開關(guān)的電流限制進(jìn)行編程。電容器 C7 和 C8 提供器件去耦功能，C8 還可以對器件的啟動和自動重啟周期進(jìn)行編程。電阻器 R8 與 C8 一起提供反饋補(bǔ)償。變壓器T1的電感提供電路的能量存儲和轉(zhuǎn)換元件。
3.3V 輸出由二極管 D8 和電容器 C10、C11 進(jìn)行整流和濾波，其中 C12 提供輸出去耦。5 V 輸出直流堆疊在 3.3 V 穩(wěn)壓直流輸出上，并由二極管 D6 和電容器 C13 以及提供輸出去耦的電容器 C13 進(jìn)行整流和濾波。12 V 輸出交流堆疊在 5 V 變壓器繞組上，并由二極管 D7 和電容器 C14 進(jìn)行整流和濾波，其中電容器 C17 提供輸出去耦。晶體管 Q2 和組件 R15、R26、R27、R28、C24、U4 實(shí)現(xiàn)線性穩(wěn)壓器，以消除 12 V 輸出的峰值充電電壓。電阻器 R26、D12、D13 和 D14 均在輸出之間形成預(yù)負(fù)載網(wǎng)絡(luò)，以改善交叉調(diào)節(jié)。元件 R21、C21、R22、C22、R23 和 C23 提供輸出二極管緩沖。當(dāng) 12 V 輸出短路時，二極管會拉低 5 V 輸出，從而強(qiáng)制 DPA 開關(guān)自動重啟。使用該二極管無需 12 V 線性穩(wěn)壓器電路中的短路保護(hù)。
電阻器 R11 和 R10 分別檢測 5 V 和 3.3 V 輸出上的電壓。它們與 R12 一起為 LM431 (U3) 基準(zhǔn)提供輸入信號。元件 R13 和 C15 為 U3 提供補(bǔ)償，以確保其頻率響應(yīng)僅限于低頻信號。電阻器 R9 對控制環(huán)路的高頻增益進(jìn)行編程，并與光電二極管 U2A 一起傳輸反饋信號。二極管 D3 和 C9 提供軟完成電路，以限制啟動時的輸出過沖。當(dāng)電源輸出失去調(diào)節(jié)時，二極管 D4 對 C9 放電。光電晶體管 U2B 將控制信號反饋至 DPA 開關(guān)。
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