超宽输入电压范围的微型开关电源实例

由LNK364P构成12V、250mA（3W）超宽输入电压范围的微型开关电源电路如图9-8所示。它采用StackFET^TM（叠加场效应管）专有技术和反激式拓扑结构，能在极宽的输入范围内输出额定功率。交流输入电压可以是57～580V单相交流电，亦可采用三相四线制（A相、B相、C相和中线N）的交流电，并且即使在有一相缺电或未接上中线的情况下也能正常工作。输出为+12V，250mA。具有自动重启动、开环保护、过载保护和短路保护等功能。该电源适用于三相电能表等工业仪器仪表领域。

图9-8 由LNK364P构成12V、250mA（3W）超宽输入电压范围的微型开关电源电路

三相交流电分别经过VD₁～VD₈、C₁和C₂整流滤波，获得直流高压。R_F1～R_F4均采用熔断电阻器。为提高电容器的耐压值，将两只耐压450V的电解电容器C₁、C₂串联使用，最高可承受900V的输入高压。R₁、R₂为均衡电阻，可以平衡C₁、C₂上的压降，避免其中一只电容器因压降过高而被击穿。此外，在断电后这两只电阻还为电容器提供泄放回路。由L₁和C₆构成EMI滤波器，R₃为泄放电阻。

LNK364P内部集成了一只漏-源极击穿电压为700V的功率场效应管MOSFET。当最高交流输入电压U_I（max）=580V时，高频变压器一次侧最高电压接近于1050V（包含一次侧感应电压U_OR，亦称二次侧反射电压），远高于700V。为避免损坏内部MOSFET，必须在其漏极上再叠加一只高压MOSFET功率场效应管V，作为外部MOSFET。现采用一只IRFBC20型N沟道MOSFET，其主要参数为：漏-源极击穿电压U_（BR）DS=600V，漏-源极通态电阻R_DS（ON）=4.4Ω，最大漏极电流I_D（max）=2.2A，最大漏极功耗P_D（max）=50W。其工作原理是首先由LNK364P的漏极去驱动V的源极，再通过V的漏极驱动高频变压器的一次绕组。因为LNK364P的漏极电压被稳压管VD_Z1～VD_Z3限制在450V，所以叠加外部MOSFET之后的总最大峰值漏极电压就提升到450V+600V=1050V，可满足电路需要。这就是StackFET电路的工作原理。

R₆～R₈的作用是给IRFBC20的栅极提供启动电压，R₉（10Ω）为阻尼电阻，可防止产生高频自激振荡。稳压管VD_Z4对IRFBC20的栅-源极电压起到保护作用。一次侧钳位电路由瞬态电压抑制器VD_Z5（P6KE150A）、超快恢复二极管VD₉（UF4007）和电阻R₁₀构成，可避免由高频变压器漏感产生的尖峰电压叠加在外部MOSFET的漏极上，而使总的最大峰值漏极电压达到或超过1050V。

需要指出，LNK364P的工作并不受StackFET电路结构的影响。当内部MOSFET导通时，外部MOSFET也开通，把输入电压加到一次绕组。一旦一次绕组电流达到LNK364P的极限电流阈值，就把MOSFET关断。通过LNK364P内部的开/关控制器即可维持输出电压的稳定。(www.xing528.com)

设计要点：

（1）高频变压器采用EEL16型铁氧体磁心。一次绕组用ϕ0.13mm漆包线绕184匝。二次绕组采用ϕ0.29mm的漆包线绕30匝。在一次、二次绕组之间加屏蔽层。一次绕组的电感量L_P=3.5mH（允许有±10%的误差），最大漏感L_P0=160μH。高频变压器的谐振频率超过500kHz。

（2）当中线N接通大地时，可省掉C₃、C₄、R₄和R₅。但C₅仍需保留，以便对输入电路起退耦作用。

（3）稳压管VD_Z1～VD_Z3可用一只P6KE540型瞬态电压抑制器来代替。若最低交流输入电压为100V，则C₁～C₄的容量可减少到10μF。

（4）R₁、R₂、R₄和R₅应选用0.5W的电阻器。

（5）为降低开关损耗，可在一次绕组的层间加几层绝缘胶带，以降低高频变压器的分布电容。