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适用于 VoIP 电话的 10 W 电源
接线图
2024年01月26日 10:50 200
admin
这是针对 VoIP 电话而设计的采用 DPA423P 的 10 W 电源的设计示例报告。它的工作输入范围为 37 至 57 VDC，输出为 3.3 V/2.0 A、5 V/200 mA、12 V/200 mA。该电源具有高效率（48 VDC 时超过 70%）、低 EMI 特征、低部件数量以及所有输出上的内置输入短路保护。
该设计经过优化，可最大程度地减少辐射 EMI 发射。在报告的 EMI 部分可以看出，与现有生产的 DPA423 设计相比，辐射 EMI 有了显着改善。
图1 示意图
电路操作
该电源使用 DPA423 器件 (U1)，该器件具有集成 MOSFET 和控制器，采用隔离反激式配置。该电路还使用器件的欠压关断功能以及电流限制设置来最大限度地减小变压器尺寸。该器件的工作开关频率为 300 kHz。
输入保险丝 F1 可保护电源免受灾难性故障的影响 - 尽管 DPA 开关的内置保护功能应使其变得多余。
组件 C1、C2 和 L7 形成 pi 滤波器，以限制传导和辐射 EMI 发射。这些组件与 y 电容器 C16 和变压器中的屏蔽一起限制 EMI 辐射。电阻器 R1 对输入欠压启动阈值（和过压关断电压）进行编程。二极管 D1、R7、C4、R2 和 R3 实现 RCD 钳位电路，以限制漏极引脚上的漏感尖峰。电容器 C3 和电阻器 R4 实现缓冲器，以限制漏极开关引起的高频振铃。二极管 D2、R5 和 C6 实现偏置电压电源，为具有集成 PWM、控制器和主开关 MOSFET 的 DPA 开关 (U4) 提供工作电源。电阻器 R6 和 C5 为 D2 提供二极管缓冲器。电阻器 R20 对 DPA 开关的电流限制进行编程。电容器 C7 和 C8 提供器件去耦功能，C8 还可以对器件的启动和自动重启周期进行编程。电阻器 R8 与 C8 一起提供反馈补偿。变压器T1的电感提供电路的能量存储和转换元件。
3.3V 输出由二极管 D8 和电容器 C10、C11 进行整流和滤波，其中 C12 提供输出去耦。5 V 输出直流堆叠在 3.3 V 稳压直流输出上，并由二极管 D6 和电容器 C13 以及提供输出去耦的电容器 C13 进行整流和滤波。12 V 输出交流堆叠在 5 V 变压器绕组上，并由二极管 D7 和电容器 C14 进行整流和滤波，其中电容器 C17 提供输出去耦。晶体管 Q2 和组件 R15、R26、R27、R28、C24、U4 实现线性稳压器，以消除 12 V 输出的峰值充电电压。电阻器 R26、D12、D13 和 D14 均在输出之间形成预负载网络，以改善交叉调节。元件 R21、C21、R22、C22、R23 和 C23 提供输出二极管缓冲。当 12 V 输出短路时，二极管会拉低 5 V 输出，从而强制 DPA 开关自动重启。使用该二极管无需 12 V 线性稳压器电路中的短路保护。
电阻器 R11 和 R10 分别检测 5 V 和 3.3 V 输出上的电压。它们与 R12 一起为 LM431 (U3) 基准提供输入信号。元件 R13 和 C15 为 U3 提供补偿，以确保其频率响应仅限于低频信号。电阻器 R9 对控制环路的高频增益进行编程，并与光电二极管 U2A 一起传输反馈信号。二极管 D3 和 C9 提供软完成电路，以限制启动时的输出过冲。当电源输出失去调节时，二极管 D4 对 C9 放电。光电晶体管 U2B 将控制信号反馈至 DPA 开关。
该设计经过优化，可最大程度地减少辐射 EMI 发射。在报告的 EMI 部分可以看出，与现有生产的 DPA423 设计相比，辐射 EMI 有了显着改善。
本文件提供了完整的设计信息，包括规格、原理图、物料清单以及变压器设计和施工信息。该文档还提供了性能信息。
图1 示意图
电路操作
该电源使用 DPA423 器件 (U1)，该器件具有集成 MOSFET 和控制器，采用隔离反激式配置。该电路还使用器件的欠压关断功能以及电流限制设置来最大限度地减小变压器尺寸。该器件的工作开关频率为 300 kHz。
输入保险丝 F1 可保护电源免受灾难性故障的影响 - 尽管 DPA 开关的内置保护功能应使其变得多余。
组件 C1、C2 和 L7 形成 pi 滤波器，以限制传导和辐射 EMI 发射。这些组件与 y 电容器 C16 和变压器中的屏蔽一起限制 EMI 辐射。电阻器 R1 对输入欠压启动阈值（和过压关断电压）进行编程。二极管 D1、R7、C4、R2 和 R3 实现 RCD 钳位电路，以限制漏极引脚上的漏感尖峰。电容器 C3 和电阻器 R4 实现缓冲器，以限制漏极开关引起的高频振铃。二极管 D2、R5 和 C6 实现偏置电压电源，为具有集成 PWM、控制器和主开关 MOSFET 的 DPA 开关 (U4) 提供工作电源。电阻器 R6 和 C5 为 D2 提供二极管缓冲器。电阻器 R20 对 DPA 开关的电流限制进行编程。电容器 C7 和 C8 提供器件去耦功能，C8 还可以对器件的启动和自动重启周期进行编程。电阻器 R8 与 C8 一起提供反馈补偿。变压器T1的电感提供电路的能量存储和转换元件。
3.3V 输出由二极管 D8 和电容器 C10、C11 进行整流和滤波，其中 C12 提供输出去耦。5 V 输出直流堆叠在 3.3 V 稳压直流输出上，并由二极管 D6 和电容器 C13 以及提供输出去耦的电容器 C13 进行整流和滤波。12 V 输出交流堆叠在 5 V 变压器绕组上，并由二极管 D7 和电容器 C14 进行整流和滤波，其中电容器 C17 提供输出去耦。晶体管 Q2 和组件 R15、R26、R27、R28、C24、U4 实现线性稳压器，以消除 12 V 输出的峰值充电电压。电阻器 R26、D12、D13 和 D14 均在输出之间形成预负载网络，以改善交叉调节。元件 R21、C21、R22、C22、R23 和 C23 提供输出二极管缓冲。当 12 V 输出短路时，二极管会拉低 5 V 输出，从而强制 DPA 开关自动重启。使用该二极管无需 12 V 线性稳压器电路中的短路保护。
电阻器 R11 和 R10 分别检测 5 V 和 3.3 V 输出上的电压。它们与 R12 一起为 LM431 (U3) 基准提供输入信号。元件 R13 和 C15 为 U3 提供补偿，以确保其频率响应仅限于低频信号。电阻器 R9 对控制环路的高频增益进行编程，并与光电二极管 U2A 一起传输反馈信号。二极管 D3 和 C9 提供软完成电路，以限制启动时的输出过冲。当电源输出失去调节时，二极管 D4 对 C9 放电。光电晶体管 U2B 将控制信号反馈至 DPA 开关。
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