XD308H非隔離電源方案

內(nèi)容包括電子濾波器電路的介紹，XD308H非隔離電源方案，隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合。

目錄：

• 一、簡(jiǎn)述
• 二、采用電子濾波器電路
• 三、采用開(kāi)關(guān)電源電路
• 四、采用市面上現(xiàn)成的模塊
• 1、PE-12V-B4模塊介紹
• 2、應(yīng)用電路
• 五、XD308H非隔離電源方案(AC-DC電源芯片降壓電路)
• 1、概述
• 2、3.3V/500mA非隔離電源
• 3、5V/500mA非隔離電源
• 4、12V/500mA非隔離電源
• 5、24V/500mA非隔離電源
• 六、隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合
• 1、隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)
• 2、隔離與非隔離電源的應(yīng)用場(chǎng)合
• 3、DC-DC轉(zhuǎn)換隔離電源
• 1)金升陽(yáng)隔離電源模塊
• 2)5V和USB供電的隔離電路

一、簡(jiǎn)述

應(yīng)用的場(chǎng)合有24V、48V、110V、220V等直流或交流電源電壓輸入，若產(chǎn)品都能滿足，將有效減少產(chǎn)品的種類。帶來(lái)的便利性是不言而喻的，大大降低倉(cāng)儲(chǔ)、生產(chǎn)、銷售的壓力。

二、采用電子濾波器電路

如下圖所示，電路簡(jiǎn)單，成本低，可靠性好。缺點(diǎn)是增加了電源輸入端頭、熱量大。

220V應(yīng)用計(jì)算：

8.1K/5W的電阻可用3個(gè)2.7K串聯(lián)。實(shí)際電路消耗DC30mA，那么流過(guò)串聯(lián)電阻的電流AC22mA。

每個(gè)電阻上的壓降2.7K*22mA=59.4V，按60V算得電阻功率P=UI=60V*22mA=1.32W。

三、采用開(kāi)關(guān)電源電路

反激FlyBack方案，IC建議用CMOS工藝IC(啟動(dòng)電流小)，如UC38C4X等。如果想做好些，IR1150、1152等都不錯(cuò)，低壓連續(xù)模式(CCM)、高壓斷續(xù)模式(DCM)工作。成本在4塊錢左右，設(shè)計(jì)不好可靠性差。

難點(diǎn)是漏感控制、空載、VCC，可以試試以下參數(shù)：

1)30KHz的開(kāi)關(guān)頻率;

2)占空比75%(反射電壓50V)，KRP取0.2-0.3，LP取800-1200uH;

375VDC輸入時(shí)，占空比0.1，但是滿載導(dǎo)通時(shí)間依然有3.5uS;

3)磁芯EFD30、PQ2625或者EER28磁芯;

4)采用輕載降頻芯片;

5)VCC繞組和輸出繞組采用1:1的三層絕緣線繞制，初級(jí)均勻平鋪兩層;

空載降頻是待機(jī)功耗里面的概念，芯片自帶的，但是這個(gè)功能也是解決最小占空比問(wèn)題的一種很不錯(cuò)的手段。

如果是采用頻段變換，那么恰恰應(yīng)該是相反的，如24～48VDC輸入時(shí)采用50KHz，90～265VAC輸入時(shí)采用100KHz;

6)參看“開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)”。

四、采用市面上現(xiàn)成的模塊

1、PE-12V-B4模塊介紹

1)優(yōu)點(diǎn)：電源設(shè)計(jì)方便，PE-12V-B4 超寬電壓輸入、微功耗、DC-DC 電源模塊。

輸入電壓：15V-380VDC，輸出電流：150mA;

2)缺點(diǎn)：增加成本，可靠性本人沒(méi)有驗(yàn)證過(guò)。具停產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

2、應(yīng)用電路

五、XD308H非隔離電源方案(AC-DC電源芯片降壓電路)

1、概述

XD308H是一款18~600Vdc超寬范圍輸入的高壓降型AC-DC轉(zhuǎn)換器電源芯片，可適應(yīng)12~380Vac超寬電壓輸入(外加整流濾波)，最大輸出持續(xù)電流可達(dá)500mA(峰值800mA)。該電源芯片以較低的BOM成本方便的實(shí)現(xiàn)寬電壓高壓降壓小功率電源解決方案。

電源系統(tǒng)帶有各種保護(hù)，包括過(guò)熱保護(hù)(OTP)、VCC 欠壓閉鎖(UVLO)、過(guò)載保護(hù)(OLP)、短路保護(hù)(SCP)等。電路特點(diǎn)：無(wú)噪音,發(fā)熱低。

下述三種電路通常應(yīng)用于家用電器(電飯煲、洗衣機(jī)及其它白色家電)，此電路還適合于其它非隔離供電的應(yīng)用，比如LED驅(qū)動(dòng)、智能電表、加熱器以及輔助電源和工業(yè)控制等。

元件選擇：降壓電路輸入級(jí)由保險(xiǎn)電阻RF1、防雷壓敏電阻RV1、整流橋堆D1、EMI濾波電容C4和C5以及濾波電感L2組成。保險(xiǎn)電阻RF1為阻燃可熔的繞線電阻，它同時(shí)具備多個(gè)功能：a)將橋堆D1的浪涌電流限制在安全的范圍;b)差模噪聲的衰減;c)在其它任何元件出現(xiàn)短路故障時(shí)，充當(dāng)輸入保險(xiǎn)絲的功能(元件故障時(shí)必須安全開(kāi)路，不應(yīng)產(chǎn)生任何冒煙、冒火及過(guò)熱發(fā)光現(xiàn)象)。壓敏電阻RV1用于防雷保護(hù)，提高系統(tǒng)可靠性。功率處理級(jí)由寬電壓高效率電源芯片XD308H、續(xù)流二極管D2、輸出電感L1及輸出電容C3構(gòu)成。

2、3.3V/500mA非隔離電源

下圖電路為一個(gè)典型的輸出為3.3V/500mA的非隔離電源，輸入電源范圍:12~380Vac。

3、5V/500mA非隔離電源

下圖電路為一個(gè)典型的輸出為5V/500mA的非隔離電源，輸入電源范圍:12~380Vac。

4、12V/500mA非隔離電源

下圖電路為一個(gè)典型的輸出為12V/500mA的非隔離電源，輸入電源范圍:32~380Vac。

做出實(shí)物發(fā)現(xiàn)L1(1mH/10*16)電感發(fā)生磁共振，高頻嘯叫，從AC32V~260V均如此。L2電感沒(méi)有響聲，兩個(gè)電感幾乎沒(méi)有溫度。L1處的波形如下，聲音估計(jì)是5.678kHz過(guò)沖產(chǎn)生。人耳可識(shí)別20Hz~20kHz之間的聲音，其中對(duì)1kHz~4kHz最敏感。

R4更改為0.51R，L1更改為一體成型電感(電子元件-電感、磁珠)會(huì)得到極大的改善，假負(fù)載100R輸出電流115mA左右。

5、24V/500mA非隔離電源

下圖電路為一個(gè)典型的輸出為24V/500mA的非隔離電源，輸入電源范圍:32~380Vac。

六、隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)合

1、隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)

非隔離電源主要有：Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔離電源主要有各種帶隔離變壓器的反激、正激、半橋、LLC等拓?fù)?。?dāng)然隔離電源也可以把內(nèi)部的地連起來(lái)，當(dāng)非隔離來(lái)應(yīng)用。

結(jié)合常用的隔離與非隔離電源，我們從直觀上就可得出它們的一些優(yōu)缺點(diǎn)，如表1和表2所示，兩者的優(yōu)缺點(diǎn)幾乎是相反的。

表1 非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)：

表2 隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)：

2、隔離與非隔離電源的應(yīng)用場(chǎng)合

通過(guò)了解隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)可知，它們各有優(yōu)勢(shì)，對(duì)于一些常用的嵌入式供電選擇，我們已可做出準(zhǔn)確的判斷：

系統(tǒng)前級(jí)的電源，為提高抗干擾性能，保證可靠性，一般用隔離電源;

電路板內(nèi)的IC或部分電路供電，從性價(jià)比和體積出發(fā)，優(yōu)先選用非隔離的方案;

對(duì)安全有要求的場(chǎng)合，如需接市電的AC-DC，或醫(yī)療用的電源，為保證人身的安全，必須用隔離電源，有些場(chǎng)合還必須用加強(qiáng)隔離的電源;

對(duì)于遠(yuǎn)程工業(yè)通信的供電，為有效降低地電勢(shì)差和導(dǎo)線耦合干擾的影響，一般用隔離電源為每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)單獨(dú)供電;

對(duì)于采用電池供電，對(duì)續(xù)航力要求嚴(yán)苛的場(chǎng)合，采用非隔離供電。

3、DC-DC轉(zhuǎn)換隔離電源

1)金升陽(yáng)隔離電源模塊

比如IB1205LS-1W(1W直插)、B1205XT- W2R2(0.25W貼片)等。

2)5V和USB供電的隔離電路