宽电压输入电路的设计

内容包括电子滤波器电路的介绍，XD308H非隔离电源方案，隔离与非隔离电源的优缺点与应用场合。紫色文字是超链接，点击自动跳转至相关博文。持续更新，原创不易！

一、简述

二、采用电子滤波器电路

三、采用开关电源电路

四、采用市面上现成的模块

1、PE-12V-B4模块介绍

2、应用电路

五、XD308H非隔离电源方案(AC-DC电源芯片降压电路)

1、概述

2、3.3V/500mA非隔离电源

3、5V/500mA非隔离电源

4、12V/500mA非隔离电源

5、24V/500mA非隔离电源

六、隔离与非隔离电源的优缺点与应用场合

1、隔离与非隔离电源的优缺点

2、隔离与非隔离电源的应用场合

3、DC-DC转换隔离电源

1）金升阳隔离电源模块 2）5V和USB供电的隔离电路

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一、简述

应用的场合有24V、48V、110V、220V等直流或交流电源电压输入，若产品都能满足，将有效减少产品的种类。带来的便利性是不言而喻的，大大降低仓储、生产、销售的压力。

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二、采用电子滤波器电路

如下图所示，电路简单，成本低，可靠性好。缺点是增加了电源输入端头、热量大。

220V应用计算：

8.1K/5W的电阻可用3个2.7K串联。实际电路消耗DC30mA，那么流过串联电阻的电流AC22mA。

每个电阻上的压降2.7K*22mA=59.4V，按60V算得电阻功率P=UI=60V*22mA=1.32W。

此处电子滤波器电路的设计可参考：抗干扰处理之“二、实际问题解决/2、采用电子滤波器”。

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三、采用开关电源电路

反激FlyBack方案，IC建议用CMOS工艺IC（启动电流小），如UC38C4X等。如果想做好些，IR1150、1152等都不错，低压连续模式（CCM）、高压断续模式（DCM）工作。成本在4块钱左右，设计不好可靠性差。

开关电源CCM及DCM工作模式 - 百度文库

难点是漏感控制、空载、VCC，可以试试以下参数：

1）30KHz的开关频率；

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

375VDC输入时，占空比0.1，但是满载导通时间依然有3.5uS；

3）磁芯EFD30、PQ2625或者EER28磁芯；

4）采用轻载降频芯片；

5）VCC绕组和输出绕组采用1:1的三层绝缘线绕制，初级均匀平铺两层；

空载降频是待机功耗里面的概念，芯片自带的，但是这个功能也是解决最小占空比问题的一种很不错的手段。

如果是采用频段变换，那么恰恰应该是相反的，如24～48VDC输入时采用50KHz，90～265VAC输入时采用100KHz；

6）参看“开关电源-设计”。

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四、采用市面上现成的模块

1、PE-12V-B4模块介绍

1）优点：电源设计方便，PE-12V-B4 超宽电压输入、微功耗、DC-DC 电源模块。

输入电压：15V-380VDC，输出电流：150mA；官网：迅迪电子-单火线专家，专门做单火，做得更专业！【厂家官网】

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2）缺点：增加成本，可靠性本人没有验证过。具停产风险。

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2、应用电路

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五、XD308H非隔离电源方案(AC-DC电源芯片降压电路)

1、概述

XD308H是一款18~600Vdc超宽范围输入的高压降型AC-DC转换器电源芯片，可适应12~380Vac超宽电压输入(外加整流滤波)，最大输出持续电流可达500mA(峰值800mA)。该电源芯片以较低的BOM成本方便的实现宽电压高压降压小功率电源解决方案。

电源系统带有各种保护，包括过热保护(OTP)、VCC 欠压闭锁(UVLO)、过载保护(OLP)、短路保护(SCP)等。电路特点：无噪音,发热低。

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下述三种电路通常应用于家用电器(电饭煲、洗衣机及其它白色家电)，此电路还适合于其它非隔离供电的应用，比如LED驱动、智能电表、加热器以及辅助电源和工业控制等。

元件选择：降压电路输入级由保险电阻RF1、防雷压敏电阻RV1、整流桥堆D1、EMI滤波电容C4和C5以及滤波电感L2组成。保险电阻RF1为阻燃可熔的绕线电阻，它同时具备多个功能：a)将桥堆D1的浪涌电流限制在安全的范围；b)差模噪声的衰减；c)在其它任何元件出现短路故障时，充当输入保险丝的功能(元件故障时必须安全开路，不应产生任何冒烟、冒火及过热发光现象)。压敏电阻RV1用于防雷保护，提高系统可靠性。功率处理级由宽电压高效率电源芯片XD308H、续流二极管D2、输出电感L1及输出电容C3构成。

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2、3.3V/500mA非隔离电源

下图电路为一个典型的输出为3.3V/500mA的非隔离电源，输入电源范围:12~380Vac。

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3、5V/500mA非隔离电源

下图电路为一个典型的输出为5V/500mA的非隔离电源，输入电源范围:12~380Vac。

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4、12V/500mA非隔离电源

下图电路为一个典型的输出为12V/500mA的非隔离电源，输入电源范围:32~380Vac。

做出实物发现L1（1mH/10*16）电感发生磁共振，高频啸叫，从AC32V~260V均如此。L2电感没有响声，两个电感几乎没有温度。L1处的波形如下，声音估计是5.678kHz过冲产生。人耳可识别20Hz~20kHz之间的声音，其中对1kHz~4kHz最敏感。深度了解电源电路中的电感啸叫

R4更改为0.51R，L1更改为一体成型电感(电子元件-电感、磁珠)会得到极大的改善，假负载100R输出电流115mA左右。也可以考虑电感注胶。

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5、24V/500mA非隔离电源

下图电路为一个典型的输出为24V/500mA的非隔离电源，输入电源范围:32~380Vac。

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六、隔离与非隔离电源的优缺点与应用场合

1、隔离与非隔离电源的优缺点

非隔离电源主要有：Buck、Boost、Buck-Boost等；而隔离电源主要有各种带隔离变压器的反激、正激、半桥、LLC等拓扑。当然隔离电源也可以把内部的地连起来，当非隔离来应用。
结合常用的隔离与非隔离电源，我们从直观上就可得出它们的一些优缺点，如表1和表2所示，两者的优缺点几乎是相反的。

表1 非隔离电源的优缺点：

表2 隔离电源的优缺点：

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2、隔离与非隔离电源的应用场合

通过了解隔离与非隔离电源的优缺点可知，它们各有优势，对于一些常用的嵌入式供电选择，我们已可做出准确的判断：

系统前级的电源，为提高抗干扰性能，保证可靠性，一般用隔离电源；

电路板内的IC或部分电路供电，从性价比和体积出发，优先选用非隔离的方案；

对安全有要求的场合，如需接市电的AC-DC，或医疗用的电源，为保证人身的安全，必须用隔离电源，有些场合还必须用加强隔离的电源；

对于远程工业通信的供电，为有效降低地电势差和导线耦合干扰的影响，一般用隔离电源为每个通信节点单独供电；

对于采用电池供电，对续航力要求严苛的场合，采用非隔离供电。

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3、DC-DC转换隔离电源

1）金升阳隔离电源模块

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

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2）5V和USB供电的隔离电路

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