Alimentatore switching

[Andrea96]

Ciao
sto cercando di realizzare un alimentatore switching per smartphones e siccome è il primo che faccio avrei alcuni dubbi da chiedervi.

Il circuito è il seguente;

Si tratta del design di riferimento consigliato dal datasheet del componente TNY267;
https://www.mouser.it/datasheet/2/328/tny263_268-1512708.pdf

I miei dubbi sono i seguenti;

1) non sono convinto della configurazione di ingresso, data la corrente che potrebbe scorrere sulle capacità C1 e C2 durante lo startup. Da quel che vedo non c'è nulla a limitare la corrente se non una piccola resistenza da 8.2 Ohm (fusibile?!). Mi sfugge qualcosa? Forse è una resistenza particolare?

2) come trasformatore ne ho scelto uno che lavora a 132kHz https://www.mouser.it/ProductDetail/652-94932, perché il TNY267 funziona a quella frequenza. Però ho il dubbio che quella sia la frequenza max di lavoro e che forse dovrei scegliere un trasformatore a frequenza inferiore?

3) sempre nel datasheet del TNY267, viene specificato che il componente funziona con una potenza di uscita di 13W (caso peggiore). Si fa riferimento alla potenza fra drain e source del mosfet di uscita, giusto? Essendo in commutazione mi aspetto una potenza di commutazione pressoché nulla, dovrei stare tranquillo con il trasformatore che ho scelto, no? Di seguito riporto i calcoli che ho fatto;



Dove 240uA sarebbe la corrente raggiunta prima della commutazione imposta dal TNY267 e 50n sono i tempi di rise e di fall del suo mosfet.

Non è la primissima volta che uso il TNY267, avevo già fatto un circuitino di test e da quel che ho visto funzionava. Vorrei però provare a realizzare questa seconda versione, ma prima mi piacerebbe risolvere quei dubbi, potete aiutarmi?

[luxinterior]

Intervento inutile il mio ....
Probabilmente consoci già
https://www.power.com/?segment=led-drivers
Ci sono reference design e appnote ben fatti
Se hai pazienza di leggere e cercare trovi tantissime informazioni che poi potresti applicare anche al tuo progetto

[ThEnGi]

1)3.3 uF non sono tantissimi da caricare, Se RF1 è un NTC potrebbe essere sufficente
2)132kHz è la sua frequenza di lavoro

La figura 1 è specifica per la ricarica CC/CV, se devi ricaricare uno smartphone che integra già il circuito di ricarica, ti consiglio di usare la Fig. 15 o 16

Io però eviterei "giocare" con al tensione di rete, come minimo immagino tu abbia un trasformatore di isolamento di potenza adeguata e un oscilloscopio per analizare i segnali

[Andrea96]

1)3.3 uF non sono tantissimi da caricare, Se RF1 è un NTC potrebbe essere sufficente
2)132kHz è la sua frequenza di lavoro

La figura 1 è specifica per la ricarica CC/CV, se devi ricaricare uno smartphone che integra già il circuito di ricarica, ti consiglio di usare la Fig. 15 o 16

Io però eviterei "giocare" con al tensione di rete, come minimo immagino tu abbia un trasformatore di isolamento di potenza adeguata e un oscilloscopio per analizare i segnali

Grazie mille per i consigli.

Dunque se ho capito bene RF1 sarebbe un NTC e la sua resistenza iniziale è di 8.2Ohm e cala durante il funzionamento. Effettivamente le capacità sono molto piccole, per cui dici che non è un problema se per un breve tempo la corrente supera di molto quella di picco per cui sono stati realizzati?

Per il trasformatore di isolamento ci sto lavorando, non ho ancora trovato nulla di pronto per l'uso (ne ho trovati diversi ma ci sarebbe da fare a parte il case e preferirei acquistare un prodotto finito). Anzi se hai consigli in merito sono tutto orecchie .

[gill90]

3) sempre nel datasheet del TNY267, viene specificato che il componente funziona con una potenza di uscita di 13W (caso peggiore). Si fa riferimento alla potenza fra drain e source del mosfet di uscita, giusto? Essendo in commutazione mi aspetto una potenza di commutazione pressoché nulla, dovrei stare tranquillo con il trasformatore che ho scelto, no? Di seguito riporto i calcoli che ho fatto;



Dove 240uA sarebbe la corrente raggiunta prima della commutazione imposta dal TNY267 e 50n sono i tempi di rise e di fall del suo mosfet.

Ni, la potenza a cui fa riferimento è quella di uscita, a cui corrispondono una perdita per conduzione, commutazione e driving sul MOS interno al TNY267. Se esageri troppo con la potenza di uscita il MOS potrebbe avere troppe perdite a causa della somma di tutte queste tre potenze, per poi scaldarsi ed esplodere.

Le perdite per driving sono praticamente costanti con la frequenza di switching: dato che l'IC è praticamente un flyback che regola la corrente di picco a frequenza costante (a meno di una modulazione interna sua che al max la fa cambiare di qualche percento), anche le perdite di driving saranno costanti.

Le perdite di conduzione sono proporzionali al duty cycle e alla corrente di picco (al quadrato): più alta è la corrente di uscita, più alte saranno anche le correnti che il MOS si becca durante la fase di "carica".

Le perdite di switching invece dipendono dalla condizione operativa: qui hai sia un turn-ON (a corrente zero perché lavora in DCM, cioè praticamente si accende sempre a zero corrente) che un turn-OFF (questa volta si spegne alla corrente di picco). Le perdite per switching generalmente si possono stimare più o meno bene ma il più delle volte l'unico modo per avere una misura giusta è ricorrere a un simulatore, dato che i parametri realizzativi del MOS e il circuito circostante con tutti i suoi elementi parassiti possono influire un sacco sulla stima.
La formula che tu hai usato si riferirebbe solo alle perdite per turn-OFF, però la tensione non è solo quella di ingresso ma anche quella riflessa da secondario, e la corrente non è 240uA ma 450mA (il limite di picco, lo trovi a pag.14 del datasheet); inoltre il tempo di turn-OFF che leggi è quello per portare il MOS da conduzione completa a interdizione, non il tempo totale per cui si "sprigiona" la perdita di switching. Per maggiori chiarimenti puoi leggere qui, è schematizzato molto bene.
In ogni caso, anche qui più la corrente di uscita è alta più grandi saranno le perdite di turn-OFF (quelle per turn-ON invece dovrebbe essere sempre uguali e legate alla sola scarica della capacità di uscita del MOS).

[EcoTan]

L'idea di mettere una resistenza RF1 in serie alla alimentazione da rete non è banale.
A valle del condensatore di livellamento primario C1, scorre una corrente con forti picchi e fronti ripidi che devono essere sopportati o dallo stesso condensatore C1, o dalla rete attraversando i diodi di raddrizzamento. In pratica vengono sopportati da entrambi, con una ripartizione che dipende dalla qualità di C1 e dal valore di RF1, nonchè dalla resistenza equivalente della rete a monte ma questa di solito risulta trascurabile.
A riprova di tutto ciò, C1 negli alimentatori di una certa potenza scalda maledettamente e non è un caso che gli elettrolitici vengano forniti anche con temperatura di lavoro 125°C se non ricordo male. Alla fine RF1 regola la temperatura di C1 ! Anche RF1 scalda molto più di quanto sarebbe prevedibile in base alla corrente media. Naturalmente non posso garantire che ciò sia vero in tutti i casi, ma almeno in alcuni casi è vero.