在現代電子設備中，隔離電源設計對于確保設備的安全性和可靠性至關重要，尤其是在需要電氣隔離的低功率應用中。LP3667BH是一款專為5W以下隔離電源設計的高性能控制器，適用于多種應用場景，如小型適配器、充電器和便攜式設備。本文將詳細介紹基于LP3667BH的5W以下隔離電源方案及其電路原理。
LP3667BH芯片概述
LP3667BH是一款高性能的隔離電源控制器，專為簡化5W以下隔離電源設計而開發。它集成了多種功能，包括PWM控制、軟啟動、欠壓保護、過流保護等，能夠有效提高電源轉換效率并確保系統穩定運行。該芯片支持反激拓撲結構，適用于DC-DC轉換應用，特別適合需要高效率和高可靠性的低功率電源設計。
5W以下隔離電源方案設計
應用場景
在5W以下的應用中，電源通常需要滿足以下要求：
電路拓撲選擇
對于5W以下的隔離電源，反激拓撲結構是最常用的選擇。反激拓撲結構簡單、成本低，并且能夠有效實現電氣隔離。LP3667BH支持反激拓撲，通過控制開關管的導通和關斷時間，實現穩定的輸出電壓和電流。
電路原理分析
電路結構
基于LP3667BH的5W以下隔離電源電路主要包括以下幾個部分：
輸入整流濾波電路：將輸入的交流電整流為直流電，并通過濾波電容平滑電壓。
主功率變換電路：采用反激拓撲，通過變壓器實現電氣隔離。
控制電路：由LP3667BH實現，控制開關管的導通和關斷。
輸出整流濾波電路：將變壓器次級輸出的高頻脈沖整流為直流電，并通過濾波電容平滑電壓。
反饋電路：通過光耦將輸出電壓反饋到控制芯片，實現閉環控制。
電路原理詳解
輸入整流濾波電路
輸入整流濾波電路的作用是將輸入的交流電轉換為直流電，并通過濾波電容減少電壓紋波。通常使用橋式整流器和大容量電解電容來實現這一功能。例如，對于一個5W的電源，可以選擇一個1N4007橋式整流器和一個470μF/50V的電解電容。
主功率變換電路
主功率變換電路采用反激拓撲，通過變壓器實現電氣隔離。變壓器的選擇至關重要，需要根據輸入電壓范圍、輸出功率和開關頻率來設計。例如，對于一個5W的電源，可以選擇一個高頻變壓器，其初級繞組和次級繞組的匝數比根據輸入輸出電壓比計算得出。
控制電路
LP3667BH通過內部的PWM控制器實現開關管的導通和關斷控制。芯片內部集成了軟啟動功能，可以有效減少啟動時的沖擊電流。此外，LP3667BH還具備欠壓保護和過流保護功能，確保電源在異常情況下不會損壞。
輸出整流濾波電路
輸出整流濾波電路的作用是將變壓器次級輸出的高頻脈沖整流為直流電，并通過濾波電容平滑電壓。通常使用肖特基二極管進行整流，因為其具有較低的正向壓降，能夠提高效率。濾波電容的選擇需要根據輸出電流和紋波要求來確定。
反饋電路
反饋電路通過光耦將輸出電壓反饋到控制芯片，實現閉環控制。光耦的選擇需要根據隔離電壓和傳輸特性來確定。例如，可以選擇一個4N25光耦，其輸入端連接到輸出電壓采樣電路，輸出端連接到LP3667BH的反饋引腳。
電路設計實例
設計參數
假設設計一個5W的隔離電源，輸入電壓范圍為90V~264VAC，輸出電壓為5VDC，輸出電流為1A。
元器件選擇
輸入整流濾波電路：
橋式整流器：1N4007
濾波電容：470μF/50V
主功率變換電路：
變壓器：高頻變壓器，匝數比根據輸入輸出電壓比計算
開關管：N溝道MOSFET，如IRFZ44N
控制電路：
輸出整流濾波電路：
整流二極管：肖特基二極管，如1N5819
濾波電容：1000μF/10V
反饋電路：
光耦：4N25
采樣電阻：根據輸出電壓和反饋電路要求選擇
測試與驗證
在完成電路設計后，需要進行嚴格的測試和驗證，以確保電源的性能和可靠性。測試內容包括：
結論
LP3667BH是一款適用于5W以下隔離電源設計的高性能控制器，通過合理的電路設計和元器件選擇，可以實現高效率、高可靠性和小尺寸的電源方案。本文詳細介紹了一個5W隔離電源的設計實例，包括電路原理、元器件選擇和測試驗證。通過這些步驟，設計人員可以快速開發出滿足應用需求的隔離電源產品。
