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USB电源适配器的电路维护计划

随着当今社会人们手中的手机、平板电脑等智能手持设备功能的不断升级强大,娱乐和个性化的应用也使得设备的电池的续航能力成为其中的一个死角。现实生活中我们可能经常会看到我们周边的朋友随身带个移动电源,没有随

跟着当今社会人们手中的手机、平板电脑等智能手持设备功用的不断晋级强壮,娱乐和个性化的运用也使得设备的电池的续航才能成为其间的一个死角。现实生活中咱们或许常常会看到咱们周边的朋友随身带个移动电源,没有随身电源就只能随时找当地对设备充电了。因而电源适配器作为标配产品一向成了人们的必需品。

  从苹果手机的USB电源适配等为代表的小型化适配器越来越受人亲睐,越来越多的电路元器材的SMD小型化封装让以往常见的电源充电器能够做到愈加的娇小玲珑,集漂亮与便携于一体。 本文从内部电路重要的安规器材——稳妥丝的运用视点,阐明AEM科技推出的创新式SMD 250VAC FUSE——MF2410系列 习惯潮流,怎么布局在这类小尺度AC/DC电源适配器 上的沟通运用,并怎么做到咱们倡议的“该断时及时断,不应断是不能断,不时保证安全!”的要求呢。

  作为一款UMF通用模块型稳妥丝,有必要让工程师在规划初考虑满意下述要求。

  一、结构上最大极限满意小尺度电源适配器对器材的小体积要求

  以USB power Adapter为例,在这个层面上,结构约束了内部元件的体积,例如硬币巨细的PCB面积也让SMD元件成了工程师的首选。

  图1 全体规划的PCB面积均如硬币巨细,能够让外观做到迷你型。

  作为安规元件的稳妥丝,MF2410通用模块稳妥丝满意了上面的小体积和SMD工艺的需求。相关于传统稳妥丝的尺度,MF的体积小优势非常显着。

  咱们来看看市面上常用的几种稳妥丝尺度巨细份额:

  表1 常见稳妥丝尺度比较

  图2 能够看出MF 通用模块稳妥丝最大极限满意对体积的要求。

  二、合适回流焊与波峰焊的SMT工艺

  从出产工艺上讲,AEM 的MF稳妥丝资料与结构独具特色,这种SMT出产工艺不单省却了不少人工与辅材本钱,依据咱们对选用SMD fuse的客户原因查询,插件的引脚弯折加工导致fuse本体坏也是其间一种原因。  其次,因为电源电路插件的元件必不可少,因而出产工厂有选用波峰焊焊接的方法,稳妥丝需求接受波峰焊锡高温,与业界其它SMD陶瓷稳妥丝比较,AEM 的UMF通用模块式稳妥丝以环氧树脂为基体,电镀通孔的衔接方法使熔丝与端头构成牢靠的电衔接和机械衔接,不存在端头焊接受热脱帽现象,耐高温的才能杰出。

  图3 满意波峰焊、回流焊或手艺焊的焊接工艺

  三、依据电源电路规划的运用

  USB电源适配器电路归于AC/DC电源线路,典型的开关电源组成如下:

  开关电源电路组成框图

  开关电源的首要电路是由输入电磁搅扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率改换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅佐电路有输入过欠压维护电路、输出过欠压维护电路、输出过流维护电路、输出短路维护电路等.

  1、常见输入电路对稳妥丝的雷击测验考量:

  1.1、AC 输入防雷电路作业原理:

  雷击测验时,由 MOV1、MOV2、MOV3:F1、F2、F3、FDG1 组成的电路进行维护。当加在压敏电阻两头的电压超越其作业电压时,其阻值下降,使高压能量消耗在压敏电阻上,若电流 过大,F1、F2、F3 会焚毁维护后级电路。当然在实践客户运用中,依据本钱考虑,大部分厂家对F2、F3只在严格的环境中运用。典型电路单元如下:

  1.2咱们来核算差模雷击对稳妥丝的要求:

  >>电路若有阻抗(如MLV),Peak值估量大约为理论值的60~70%;例如,典型的雷击电流波形和参数如下:

  依据IEC最新规范要求四个相位视点测验至少10次,核算:

  关于差模500v, I2T= 0.5*(250A*70%)^2*30us=0.416 A2S.

  由此预算:差模500V,需求稳妥丝的I2t至少0.46 A2S以上,MF2410系列1A 稳妥丝在在该时间段I2t为0.6A2S,满意500V雷击要求。

  关于差模1000v, I2T= 0.5*(500A*70%)^2*30us=1.83 A2S.

  由此预算:差模1000V,要求2以上,MF2410 2A 稳妥丝在该时间段I2t为3 A2S,因而能够满意该等级雷击的需求。

  依据欧规EN55024 和国标GB17618规范,通讯类消费电子产品电源(charge、Adapter…)以雷击差模1000V,共模2000V为规范。因而,依据2410尺度的MF 2A稳妥丝满意差模1KV的雷击要求。

  2、 对开机浪涌的防护

  为了防止稳妥丝不正常的熔断,除了要知道AC/DC电源正常作业电流,工程师对Inrush current进行核算评价也显得适当重要。电源电路存在较大的储能元件,AC输入端的滤波网络首要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行按捺,防止对电源搅扰,一起也防止电源自身发生的高频杂波对电网搅扰。如电路图中,当电源通电瞬间,要对 C5 充电。因为瞬间充电电流大,对稳妥丝熔丝构成熔断危险,这种状况要求工程师对Inrush current做核算评价了,再选定额定电流规范的稳妥丝。例如,咱们曾对选用4.7uf的电解%&&&&&%的10W电源适配器捕捉的Inrush current 波形状况如下:

  上图参数如下: Inrush Current : Ipeak=35.9A;Duration : t≈30us  核算Inrush I2t=1/2* Ipeak2*t=0.0019 A2S,依照稳妥丝脉冲折减份额,满意100000次开机浪涌的需求,稳妥丝的I2t(热熔值)需求满意:

  0.0019/20%=0.095 A2S

  所以 需求稳妥丝的I2t≥0.095A2S, 从抗电流浪涌视点MF2410F0500TM以上类型稳妥丝均满意要求。

  3、UMF稳妥丝的通用性问题

  稳妥丝除了满意电路的上述要求外,产品的通用性也是工程师考虑的问题,作为安规器材,如此小尺度的稳妥丝,获得通往各国商场的安规认证,也是获得客户订单必要条件。事实上,AEM推出的这款全球技能抢先的产品,以全球最小尺度契合IEC60127-4规范,一起获得欧规、美规、CQC、KC、PSE、VDE等国家和地区安规认证。满意人们对稳妥丝熔断保证安全的要求。

  4、运用于新式USB电源适配器快充技能的计划。

  现在人们的手机和平板电脑等移动设备的屏幕越来越大,设备耗电量的越来越高的状况,商场要求电源制造商须在更小的产品体积傍边供给更大功率的充电功用。现在,最新的AC/DC适配器解决计划是依据高通Quick Charge 2.0协议的快速充电解决计划。作为最新的USB电池充电技能,它使支撑Quick Charge 2.0的被充电设备比传统的USB充电方法快至75%。

  图4 选用MF2410 2A/250VAC fuse的 iwatt 快充计划

  左图4 为依据Dialog 公司2014年头推出的iw620+iw1760的快速充电规划计划实物图,电路的规划思路为iW620快速充电接口IC能够经过USB数据线检测到支撑Quick Charge 2.0的移动设备宣布的指令,然后与iW1760 PWM原边控制器进行通讯,对电源适配器输出电压进行装备。坐落初级侧的iW1760就可供给电流感应。 经过其可编程的自动快速放电专利技能能将输出电压从9V或12V降至5V, 因而,当用 户拔掉衔接Quick Charge 2.0手机的USB数据线,再将其衔接至非Quick Charge 2.0手机时,iW620能够敏捷把输出电压降至5V,防止对其形成损坏。原理由图如下:

  这类代表着最新USB充电技能的AC/DC适配器挑选SMD fuse的优势除了前述的参数满意要求外,还具备下列的优势:

  4.1 . MF 稳妥丝支撑更低的待机功耗和更高的性价比

  为了应对日益苛刻全球环保法规,例如欧盟的外部供电动力功率行为准则(Code of Conduct, CoC)对充电产品的功耗和功率都提出了详细的更高要求。因而电源计划制造商有必要对快充计划做到待机功耗满意小和高功率的运作输出充电功率。

  现在商场上有选用稳妥电阻的电源适配器,功耗远大于运用稳妥丝的功耗。例如,选用市面上常用的10Ω5% 1W的稳妥电阻与MF 2410F1.000TM( 内阻约0.0084Ω)功耗比较:W=I2R,输入阻抗的增大,将给整个体系添加无谓损耗。

  如今,由PI、Dialog、NXP等电源IC领导厂商纷繁推出兼容Quick Charge 2.0协议的快速充电的电源%&&&&&%,估计未来几年支撑Quick Charge 2.0协议的AC/DC适配器将逐渐遍及。

  这类新式的小尺度低功耗 USB电源适配器寻求的元件SMT工艺化,逐渐下降出产企业人力本钱等。跟着商场的逐渐扩展,又促进SMD元件厂家推出更契合商场要求的价格,进一步满意小型电源适配器对元件高性价比的要求。

  综上所述,对MF2410系列 250VAC fuse从产品尺度、工艺、安规和功耗等在这种小尺度低功率AC/DC 电源适配器上运用的几个视点进行了论述,阐明这类SMD 250VAC fuse电路维护元件将逐渐在AC/DC电源商场占有干流运用。

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