애플리케이션노트 AN-62 범위 이애플리케이션노트는 LYTSwitch-2 제품군을사용하여절연 AC-DC 플라이백파워서플라이를설계하는엔지니어를위하여제작되었습니다. 이애플리케이션노트에서는엔지니어가신속하게주요부품을선택하고적절한트랜스포머설계를완료할수있는지침을제공하며 PI Ex

Transcription

1 애플리케이션노트 AN-62 LYTSwitch-2 제품군 디자인가이드및고려사항 소개 LYTSwitch -2 제품군은최대 12W 출력의오프라인파워서플라이를위해설계된고집적모놀리식스위칭 IC 그룹입니다. LED 드라이버즉, 밸러스트 ( 외부 ) 및전구 ( 내부 ) 애플리케이션에이상적인 LYTSwitch-2 IC 는옵토커플러또는 2 차측피드백회로없이도정전압및정전류 (CV/CC) 출력레귤레이션을제공합니다. ON/OFF 컨트롤은부하및라인의효율을최적화하여낮은무부하및높은효율요구사항을쉽게충족할수있도록합니다. LYTSwitch-2 제품군의각제품에는고전압파워 MOSFET 과컨트롤러가하나의다이에통합되어있습니다. 내부스타트업바이어스전류는 DRAIN 핀에연결된고전압전류소스에서끌어오기때문에외부스타트업부품이필요없습니다. 내부오실레이터는주파수를변조 ( 지터 ) 하여 EMI 를감소시킵니다. 또한 IC 에는시스템레벨보호기능이통합되어있습니다. 오토리스타트기능은과부하, 출력쇼트또는오픈루프상태에서파 워 MOSFET, 트랜스포머및출력다이오드의전력손실을제한합니다. 오토리커버리히스테리시스 (Hysteresis) 써멀셧다운기능은써멀문제발생시 MOSFET 스위칭을비활성화합니다. 파워인테그레이션스 (Power Integrations) 의 EcoSmart 기술을통해 LYTSwitch-2 제품군을사용하여설계된파워서플라이에서는 230VAC 에서외부바이어스회로없이 200mW 미만의무부하전력을소비하고저렴한외부바이어스회로가있는경우에는소비전력을 30mW 미만으로낮출수있습니다. 기본적인회로구성 그림 1 의회로는 LYTSwitch-2 IC 를사용하는플라이백파워서플라이를보여줍니다. LYTSwitch-2 IC 의고집적통합으로인해외부에서해결해야하는몇가지설계이슈가있어모든애플리케이션에서일반적인회로구성이필요합니다. C Y R C2 C C D SEC C SEC R L + DC Output R C1 NC BRD D C1 L AC Input RF1 C IN1 C IN2 4 TRF Transformer R UPPER D BIAS N D LYTSwitch-2 U1 FB BP R FLT S R EXT C BP R LOWER C BIAS L FLT PI 그림 1. 1 차측센싱피드백및바이어스전압이공급되는일반적인 LYTSwitch-2 플라이백파워서플라이 201 년 9 월

2 애플리케이션노트 AN-62 범위 이애플리케이션노트는 LYTSwitch-2 제품군을사용하여절연 AC-DC 플라이백파워서플라이를설계하는엔지니어를위하여제작되었습니다. 이애플리케이션노트에서는엔지니어가신속하게주요부품을선택하고적절한트랜스포머설계를완료할수있는지침을제공하며 PI Expert 설계소프트웨어의일부로 design-support/pi-expert-design-software 에서다운로드할수있는 PIXls 설계스프레드시트를활용합니다. 본애플리케이션노트이외에도새로운설계의시작시아주유용하게사용될엔지니어링프로토타입보드및디바이스샘플이포함된 LYTSwitch-2 RDK( 레퍼런스디자인키트 ) 를활용할수있습니다. PI Expert 나 RDK 에대한더자세한내용및다운로드는 에서확인할수있습니다. 빠른시작 바로시작하기위해서다음방법을사용하여트랜스포머를설계하고첫번째프로토타입에필요한부품을선택합니다. 아래에서설명하는정보만 PIXIs 스프레드시트에입력하면됩니다. 기타파라미터는자동으로선택됩니다. 스프레드시트셀위치는대괄호로묶인 [ 셀 ] 을참조하여주십시오. AC 입력전압범위 VAC MIN, VAC MAX 와최소입력주파수 f L [B3, B4, B] 를입력합니다. 애플리케이션유형 ( 밸러스트 CV 또는 CC 또는전구 ) [B6] 을입력합니다. 공칭출력전압 V O [B7] 을입력합니다. 정격출력전류 [B8] 를입력합니다. 효율성예측값 [B10] 입력 소수로입력 유니버셜입력전압 (90~26VAC) 또는단일 100/11VAC (90~132VAC) 설계의경우 0.8 을입력하고, 단일 230VAC (180~26VAC) 설계의경우 0.8 를입력합니다. 최대부하및 VAC MIN 에서첫번째프로토타입보드의효율성을측정한후필요에따라수치를조정할수있습니다. 손실배분계수 Z [B11] 를입력합니다. 일반적인애플리케이션의경우 0.( 첫프로토타입보드평가후이에따라값조정 ) C IN 입력커패시턴스 [B13] 를입력합니다. 유니버셜 (90~26VAC) 또는단일 (100/11VAC) 입력전압의경우 2μF/W 단일 (230VAC) 또는단일 (180~26 VAC) 입력전압의경우 1μF/W 참고 : LYTSwitch-2 디바이스를선택한후계산된최대듀티사이클 [D64] 이 % 보다크면입력커패시턴스를늘려야합니다. 드롭다운목록에서 LYTSwitch-2 디바이스또는자동 [B18] 을선택합니다. 표 1 의정보를사용하여디바이스를선택합니다. 최대작동주파수 FS [B22] 를입력합니다. FS 는공칭부품값을가진최대작동주파수입니다. 참고 : 권장되는주파수는 60kHz~90kHz 입니다. V DS [B24], ON 상태드레인소스전압강하값을입력합니다. 더나은데이터를사용할수없는경우 10V 를사용합니다. 출력정류기의순방향전압강하값 V D [B2] 를입력합니다. 쇼트키에는 0. 그리고초고속또는표준 PN- 정션다이오드에는 0.7 을사용합니다. 불연속작동을보장하기위해 K P [D26] 가 1.3 보다큰지확인합니다. 최적의레귤레이션성능을위해 1. 보다큰 K P 의값을선택합니다. 외부바이어스인지, 셀프바이어스인지 [B3] 선택합니다. 효율향상및무부하입력전력최소화를위해외부바이어스를선택합니다. [B3] 에서외부바이어스를선택한경우원하는바이어스전압 [B36] 을입력합니다. V O 가 10V 미만인경우무부하입력전력을최소화하기위해서는 10V 를사용하는것이좋습니다. 출력전력표 2 제품 90~308VAC 밀폐형전구 3 밸러스트드라이버 4 LYT2002D W 6W LYT2003D 6W 7W LYT2004D 7W 8W LYT2004E/K 9W 10W LYT200E/K 10W 12W 표 1. 출력전력표참고 : 1. BYPASS 핀에인가되는공칭입력및바이어스서플라이 2. 일반적인설계에서의성능 3. 통풍이원활하지않은일반적인전구에서의최대연속전력 ( 주변온도 +0 C, 디바이스 T J 100 C) 4. 적절한히트싱크가설치된오픈프레임설계에서의실제최대연속전력으로, 주변온도 0 C 이상에서측정. 패키지 : D: SO-8C, E: esip-7c, K: esop-12b D CON [B40], 출력정류전도시간에 4.6μs 보다큰값을입력합니다. 드롭다운메뉴 [B48] 에서코어유형을입력합니다. 원하는코어가목록에없는경우코어특성 A E, L E, A L 및 B W ([B1] [B2] [B3] [B4]) 를입력합니다. 마진이필요한경우 [B] 에마진폭을입력합니다. 참고 : 그러면입력한값의두배로권선폭이줄어듭니다. 1 차측레이어수 L [B6] 을입력합니다. 1 차측누설인덕턴스값을제한하려면최대 4 개레이어를사용합니다. 1 차측인덕턴스오차 L P(TOLERANCE) [B73] 을입력합니다. 트랜스포머코어최대자속밀도 BM TARGET [B76] 을입력합니다. 참고 : 트랜스포머가청노이즈를허용가능한수준으로유지하려면자속밀도를 200 가우스로제한합니다. 열 F 의지침을따르십시오. 코어갭 L G [D81], 와이어게이지 AWG [D8] 및 1 차측권선전류밀도 CMA [D88] 가허용가능한지확인합니다. LYTSwitch-2 드레인전압 [D99] 이 680V 미만인지확인합니다. R UPPER [D43] 및 R LOWER [D44] 피드백저항값은자동으로제공됩니다 ( 그림 1). PIVS [D100] 및 I SRMS [D93] 는적절한출력정류입니다. 입력커패시터정격전압 (V MAX [D61] 이상 ) 을선택하고리플정격전류 (I RIPPLE [D67] 이상 ) 를선택합니다. V O [B7], I SP [D92] 및 I RIPPLE [D94] 를사용하여적절한출력필터커패시터를선택합니다. I AVG [D6] 와 600V~1000V 의예상피크역전압을사용하여입력정류다이오드 ( 일반적으로 1N4006 또는 1N4007 유형 ) 를선택합니다. I AVG [D6] 를사용하면적절한입력정류인덕터정격전류를결정할수있습니다. 일반적으로 1mH~3mH 의인덕터값은전도성 EMI 제한을충족하기에충분합니다. 프로토타입파워서플라이를제작한후에는출력전압및피크파워시전류를측정합니다. 셀 [B103] 및 [B104] 에각각 R UPPER_ACTUAL 및 R LOWER_ACTUAL 에사용할값을입력합니다. 셀 [B10] 에측정된전압을입력합니다. 셀 [B106] 에 CV 에서 CC 로전환작동시측정되는전류를입력합니다. PIXls 는파워서플라이에대한피드백저항값을미세조정합니다. R UPPER_FINE [D107] 및 R LOWER_FINE [D108] 에대해가장가까운 1% 값저항을적용합니다. 2

3 AN-62 애플리케이션노트 단계별설계절차 1 단계. 애플리케이션변수 VAC MIN, VAC MAX, f L, 애플리케이션유형, V O, I O, η, Z, t C, C IN 입력 애플리케이션변수입력 VACMIN 90 V 최소 AC 입력전압 VACMAX 26 V 최대 AC 입력전압 fl 0 Hz AC 메인주파수 애플리케이션유형 Ballast-CC Ballast-CC 애플리케이션유형선택 VO V 출력전압. 이값은최대 LED 전압보다 10% 더높은것이권장됩니다 IO 0.30 A 파워서플라이출력전류 ( 피크전력에해당 ) 전력 9.00 W 연속출력전력 n 0.8 출력단에서의예상효율 Z 0.0 Z 계수. 파워서플라이에서 2차측전력손실대총전력손실비입니다. 더나은데이터를사용할수없는경우 0.를사용합니다 tc 3.00 ms 브리지다이오드예상도통시간 CIN uf 입력커패시턴스 그림 2. 설계스프레드시트의애플리케이션변수섹션 그림 3. Output Voltage Max Nom Min V OUT Nominal Peak Power Point Auto-Restart Output Current 출력특성엔벨로프정의 Min Nom Max I OUT PI 정격출력전압, V O (V) CC 밸러스트또는전구설계의경우 V O 값을최대 LED 부하전압보다 10% 높게설정합니다. CV 밸러스트설계의경우 V O 는공칭출력전압으로설정되어있습니다. 출력전압은공칭출력전류가지나가는부착된케이블끝에서측정합니다. 정격출력전류, I O (A) CC 밸러스트또는전구설계의경우 I O 는공칭출력전압에서측정한공칭출력전류입니다. CV 밸러스트설계의경우지정된출력전류에 10% 를더해입력합니다. 10% 계수는파워서플라이가 CV 모드에서유지되도록하고동시에모든상태에서필요한출력전류를제공합니다. 외부어댑터의경우공칭출력전압및전류는명판에표시된사양과동일하지않을수있습니다. 일반적으로명판에표시된사양은최소출력전압및전류를나타냅니다. 출력전압및전류표시는그림 3 을참조하십시오. 출력전류의오차는 ±% 입니다 ( 초기오차및온도범위포함 ). 표 2 에서입력전압범위를결정합니다. 표 2. 정격입력전압 (VAC) VAC MIN VAC MAX 100/ 유니버셜입력 전세계입력입력전압표준범위 참고 : AC 입력이아니라 DC 가있는설계의경우최소및최대 DC 입력전압 V MIN 및 V MAX 의값을설계스프레드시트의회색오버라이드셀에직접입력합니다 ( 그림 4 참조 ). 입력주파수, F L 일반적인입력주파수는유니버셜또는단일 100VAC 의경우 0Hz, 단일 11VAC 의경우 60Hz 및단일 230VAC 입력의경우 0Hz 입니다. 이러한값은최소주파수보다는일반적인주파수를나타내지만대부분의애플리케이션에서적절한전체설계마진을제공합니다. 최악의경우를설계하기위해 6% 가량주파수를줄입니다 (47Hz 또는 6Hz). 반파정류의경우 F L /2 를사용하십시오. DC 입력의경우셀 [B60] 및 [B61] 에전압을직접입력합니다. 파워서플라이효율, η 파워서플라이의예상효율을입력합니다. 풀부하상태에서입력전압이가장안좋은경우 ( 일반적으로가장낮은입력전압 ) 출력케이블의종단에서 ( 해당하는경우 ) 전압및전류를측정합니다. 유니버셜입력 (90~26VAC) 또는단일 100/11VAC(90~132VAC) 입력전압의경우 0.8 로시작하고단일 230VAC(180~26VAC) 입력전압설계의경우 0.8 를입력합니다. 피크출력전력과 VAC MIN 및 VAC MAX 에서첫번째프로토타입보드의효율성을측정한후이수치를조정합니다. 파워서플라이손실배분계수, Z 이수치는파워서플라이의 1 차측및 2 차측둘다에서발생하는총전력손실대 2 차측의전력손실비를나타냅니다. Z 는계산된효율과함께사용되어입력전력단에서공급해야하는전력을결정합니다. 예를들어, 입력단 (EMI 필터, 정류등 ) 에서의전력손실은전력단에서처리되지않습니다. 이러한손실이효율성을낮추긴하지만트랜스포머설계에는영향을미치지않습니다. Z = SecondarySideLosses TotalLosses 다른데이터를사용할수없는경우값 0. 를사용합니다. 3

4 애플리케이션노트 AN-62 DC 입력전압파라미터 VMIN V 최소 DC 버스전압 VMAX V 최대 DC 버스전압 그림 4. 설계스프레드시트의 DC 입력전압파라미터섹션 브리지다이오드전도시간, t C (ms) 이값은입력다이오드가입력커패시턴스충전을수행하는동안 AC 사인파가들어오는기간입니다. 이값은 VAC (MIN) 일때입력커패시터에서최소전압을계산하는데사용됩니다. t C 의실제값은입력전류파형을측정하여찾을수있습니다. 다른데이터를사용할수없는경우값 3ms 를사용합니다. 총입력커패시턴스, C IN (μf) 총입력커패시턴스를입력합니다 ( 지침으로표 3 사용 ). 커패시턴스는벌크커패시터전체에서최소전압 V MIN 를계산하는데사용됩니다. V MIN 를 70V 보다크게유지하는 C IN 값을선택합니다. 표 3. 출력전력 (W) 당총입력커패시턴스 (mf/w) AC 입력전압 (VAC) 전파정류 100/ ~26 3 다양한입력전압범위에서의권장총입력커패시턴스 2 단계 LYTSwitch-2 변수입력 : LYTSwitch-2 디바이스및패키지, F S, V DS 및 V D 표 4 에서적절한 LYTSwitch-2 디바이스를선택합니다. " 자동 " 을선택하면, PIXIs 에서적절한디바이스크기를선택합니다. 출력전력표 제품 밀폐형전구 90~308VAC 밸러스트드라이버 LYT2002D W 6W LYT2003D 6W 7W LYT2004D 7W 8W LYT2004E/K 9W 10W LYT200E/K 10W 12W 표 4. 출력전력표 작동주파수, F S 선택공칭작동스위칭주파수 F S 를입력합니다. F S 는파워서플라이가공칭피크출력파워포인트에서작동하는경우스위칭주파수입니다. F S 의값을변경하면 K P,, L P 및 N P 을조정할수있습니다. 60kHz~90kHz 에서주파수범위를선택합니다. 최소및최대작동주파수는 L P 의오차및내부 Current Limit 에따라달라집니다. 계산된최소또는최대주파수가 60kHz~90kHz 범위를벗어난경우경고가표시됩니다. LYTSwitch-2 ON 상태시의 Drain-Source 핀간전압, VDS(V) 이파라미터는 LYTSwitch-2 DRAIN 및 SOURCE 핀에서발생하는 ON 상태시의평균전압입니다. 값을입력하지않으면 PIXls 에서는기본값인 10V 를사용합니다. 출력다이오드순방향전압강하, V D (V) 출력다이오드의평균순방향전압강하를입력합니다. 특정다이오드데이터를사용할수없는경우쇼트키다이오드에는 0.V 를사용하고 PN- 정션다이오드에는 0.7V 를사용합니다. V D 의기본값은 0.V 입니다. MOSFET 오프 - 타임대 2 차측다이오드전도시간비, K P 적절한레귤레이션을위해 LYTSwitch-2 의파워서플라이는 DCM( 불연속전도성모드 ) 에서작동해야합니다. 불연속작동을보장하기위해 K P 가 1.3 보다큰지확인합니다. 1. 보다큰값을사용하는것이좋습니다. K P 는항상 1 보다커 DCM( 불연속전도성모드 ) 를나타내고 1 차측 MOSFET 오프 - 타임대 2 차측다이오드전도시간비율입니다. K P ] 1 - Dg # T / KDP = t VOR # ] 1 - DMAXg = ] V - V g # D MIN DS MAX 피드백권선파라미터피드백권선파라미터는 PIXls 에의해계산됩니다. N FB 은트랜스포머의피드백권선턴수입니다. V FLY 및 V FOR 는 MOSFET 이 ON(V FOR ) 또는 OFF(V FLY ) 상태인경우피드백권선에흐르는전압을나타냅니다. 바이어스권선파라미터셀 [B3] 에서외부바이어스를선택한경우 V B 에대한바이어스전압을입력합니다 ( 그림 7). N B 은피드백턴위에적층된추가턴수입니다 (AC 적층 ). 3 단계 출력다이오드전도시간선택, D CON (μs) D CON 는피크출력전력에서출력다이오드전도시간입니다. D CON 의값을변경하면보빈권선폭사용률을개선하기위해 2 차측및피드백권선턴수가조정됩니다. D CON 를증가시키면턴수가늘어납니다. 4

5 AN-62 애플리케이션노트 LYTSwitch-2 변수입력 선택한디바이스 자동 LYT2004K/E LYTSwitch-2 디바이스선택 ILIMITMIN 0.46 A 최소 Current Limit ILIMITTYP 0.0 A 일반 Current Limit ILIMITMAX 0.3 A 최대 Current Limit FS khz 최대전력에서일반적인디바이스스위칭주파수 VOR V 권선비에의해발생된전압 (VOR < 13V 권장 ) VDS V LYTSwitch-2 ON 상태 Drain 핀과 Source 핀간전압 VD 0.0 V 출력권선다이오드순방향전압강하 KP 1.28 설계가작동하지만최적의 CC 레귤레이션및가정노이즈를위해 1.30보다큰 KP를사용하십시오. 이렇게하기위해 VMIN을늘리거나, FS를줄이거나부품크기를늘릴수있습니다 그림. 설계스프레드시트의 LYTSwitch-2 변수섹션 피드백권선파라미터 NFB 피드백권선턴수 VFLY V 플라이백전압 - 스위치오프타임중피드백권선의전압 VFOR V 순방향전압 - 스위치온타임중피드백권선의전압 그림 6. 설계스프레드시트의피드백권선파라미터 바이어스권선파라미터 BIAS 셀프바이어스셀프바이어스 IC에전력을공급하기위해셀프바이어스또는외부바이어스간에선택합니다 VB N/A V 피드백권선전압 (VFLY) 이 20V보다큽니다. 피드백권선자체는 LYTSwitch에외부바이어스를제공하는데사용할수있습니다추가바이어스권선은필요하지않습니다 NB N/A 바이어스권선턴수 REXT N/A k-ohm BYPASS 핀저항의제안값 ( 표준 % 저항사용 ) 그림 7. 설계스프레드시트의바이어스권선파라미터 설계파라미터 DCON 4.60 us 원하는출력다이오드전도시간 DCON_FINAL 4.6 us 최종출력전도다이오드, NP 및 NS에대해정수값간주 TON 4.40 us LYTSwitch-2 온-타임 ( 최소인덕턴스에서계산됨 ) RUPPER 83.4 k-ohm 피드백저항분배기의상단저항입니다. 초기프로토타입이실행되면이스프레드시트의미세조정섹션을사용하여올바른출력전류를조정해야할수있습니다 RLOWER 8.6 k-ohm 저항분배기의하단저항 그림 8. 설계스프레드시트의설계파라미터섹션 D CON 의최소값은 4.6μs 로제한되어피드백권선샘플링시출력다이오드가경부하상태에서제어되도록합니다 ( 내부 MOSFET 이턴오프된후 2.μs). D CON 의최대값은일반적으로 K P 값으로제한됩니다. D CON 가증가하면최소값인 1.3 에도달할때까지 K P 가줄어듭니다. 표 는특정코어크기의전력용량에대한지침을제공합니다. 회색오버라이드셀 [B48~B] 은코어와보빈파라미터를직접입력하는데사용할수있습니다. 저항 R UPPER 및 R LOWER ( 그림 1) 은피드백권선저항에대해초기에계산된값입니다 ( 그림 1). 4 단계 출력전력을기준으로코어와보빈선택및 A E, L E, A L, B W, L 입력 이기호는코어유효횡단면영역 A E (mm 2 ), 코어유효경로길이 L E (mm), 갭이없는코어유효인덕턴스 A L (nh/turn 2 ), 보빈폭 B W (mm) 및 1 차측레이어수 L 을나타냅니다. 기본적으로코어선택셀이빈상태로남아있는경우스프레드시트는피크자속밀도제한을충족하는가장작은코어크기를선택합니다. 사용자가이러한선택사항을변경하여일반적으로사용되는코어목록 ( 표 6 참조 ) 에서대체코어를선택할수있습니다. 표. 코어크기 출력전력 EF W EE13 3.3W EE16 6.1W EF20 11W LYTSwitch-2 설계에일반적으로사용되는크기의출력전력

6 애플리케이션노트 AN-62 트랜스포머코어 / 구성변수입력코어유형코어 자동 EF20 트랜스포머코어를입력합니다 Custom_Core 드롭다운메뉴에서 " 커스텀 " 을선택한경우코어이름을입력합니다 보빈 EF20_BOBBIN 일반 EF20_BOBBIN AE 33.0 mm^2 코어유효단면적 LE mm 코어유효경로길이 AL nh/turn^2 갭이없는코어유효인덕턴스 BW mm 보빈의실제권선폭 M 0.00 mm 안전마진폭 (1차와 2차사이연면거리의 1/2) L 차측레이어수 NS 차측턴수. DCON 을변경하여 2 차측턴수조정가능 그림 9. 설계스프레드시트의트랜스포머코어 / 구성변수입력섹션 1 차와 2 차사이에안전절연거리가필요한설계에서 3 중절연선을사용하지않을경우, 각보빈 ( 파라미터 M) 측면에사용할안전마진폭을상자 [B] 에입력해야합니다. 유니버셜입력설계에는일반적으로총 6.2mm 의마진이필요합니다 ( 스프레드시트에는 3.1mm 가입력되어있음 ). 수직타입보빈의경우마진은대칭적이지않습니다. 총 6.2mm 의마진이필요한경우실제마진이보빈의한쪽에만있더라도 3.1mm 를입력합니다. 1 차측레이어 (L) [B6] 수를입력합니다. 권장되는 1 차측레이어의최대수는 3 개입니다. 레이어가늘어나면누설인덕턴스가증가하고손실이커집니다. 표 6. 트랜스포머코어크기 EE8 EF12.6 EI16 EE10 EF16 EI19 EE12.9 EF20 EI22 EE13 EFD10 EI2 EE26 EFD12 EEL16 EE16W EFD1 EEL19 EE1616 EFD20 EEL22 EE19 EFD2 RM EE22 EPC13 RM6 EE2 EPC17 RM7 EEM12.4 EPC19 EE10/10 LYTSwitch-2 PIXls 스프레드시트에제공되는코어목록 NS 는 2 차측턴수입니다. 턴수를늘리려면 D CON [B40] 의값을증가시킵니다. 단계 트랜스포머설계반복및주요트랜스포머설계파라미터생성 경고가표시되지않는지설계를반복하여확인해보십시오. 권장값범위를벗어난모든파라미터는다음의지침에따라수정할수있습니다. " 정보 " 라고표시된메시지는추가로최적화할수있는파라미터에대한정보를제공합니다. 모든경고를해결하면이러한정보를사용하여트랜스포머를제작합니다. 1 차측인덕턴스, L P(TYP), L P(MIN) (μh), L P(TOLERANCE), (%) 주요트랜스포머전기파라미터는 L P(TYP), L P(MIN) (μh), L P(TOLERANCE) 로, 공칭피크출력전력 (V O I O ) 을제공하는데필요한최소 1 차측인덕턴스를나타냅니다. 공급업체에 1 차측인덕턴스를오차가포함된공칭값으로지정하는것이보다일반적인경우 L P(TYP) 에대한값을다음과같이계산할수있습니다. L L = LPMIN # b1 + PTYP ( ) ( ) PTOLERANCE ( ) 100 여기서 L P(TOLERANCE) 은백분율오차입니다. 입력된값이없으면 PIXls 에서는기본값으로 7 을사용하여 ±7% 의 L P(TOLERANCE) 을나타냅니다. 1 차측권선턴수, N P 총 1 차측턴수입니다. 갭이있는코어유효인덕턴스, A LG (nh/t 2 ) 일반적인 A LG 값에 1+(L P(TOLERANCE) /100) 을곱한 L P(MIN) 에서의목표코어유효인덕턴스입니다. 목표자속밀도, B M_TARGET ( 가우스 ) B M_TARGET 는작동코어자속밀도및 AC 자속스윙입니다. 최대값 2600 (0.26 T) 을사용하여가청노이즈를최소화합니다. l 6

7 AN-62 애플리케이션노트 DC 입력전압파라미터 VMIN V 최소 DC 버스전압 VMAX V 최대 DC 버스전압 그림 10. 설계스프레드시트의 DC 입력전압파라미터섹션 전류파형파라미터 DMAX 0.43 VMIN에서측정한최대듀티사이클 IAVG 0.12 A 평균입력전류 IP 0.46 A 1차측피크전류 IR 0.46 A 1차측리플전류 IRMS 0.20 A 1차측 RMS 전류 그림 11. 설계스프레드시트의전류파형파라미터 트랜스포머 1차측설계파라미터 LPMIN uh 최소 1차측인덕턴스 LPTYP uh 일반적인 1차측인덕턴스 LP_TOLERANCE 7.00 % 1차측인덕턴스오차 NP 차측턴수 1차측턴수변경조정 BM_TARGET ALG nh/turn^2 갭이있는코어유효인덕턴스 BM_TARGET 가우스 목표자속밀도 BM 가우스 최대작동자속밀도 ( 공칭인덕턴스에서계산됨 ), BM < 2600이권장됨 BP 가우스 피크작동자속밀도 ( 최대인덕턴스및최대 Current Limit에서계산됨 ), BP < 3100이권장됨 BAC 가우스 코어손실곡선의 AC 자속밀도 (0. X 피크간 ) ur 갭이없는코어의상대투자율 LG 0.13 mm 갭길이 (LG > 0.1mm) BWE mm 유효보빈폭 OD 0.62 mm 최대 1차측와이어직경 ( 절연포함 ) INS 0.07 mm 총절연예상두께 (= 2 * 필름두께 ) DIA 0. mm 베어컨덕터직경 AWG 24 AWG 1차측와이어굵기 ( 그다음으로작은표준 AWG 값으로반올림됨 ) CM Cmils 베어컨덕터유효면적 (Circular mils 단위 ) CMA Cmils/A!!! info.cma가권장사항보다더높은쪽에있긴하지만설계는작동합니다 1차측레이어수를줄일것을고려해보십시오 그림 12. 설계스프레드시트의트랜스포머 1 차측설계파라미터섹션 트랜스포머 2 차측설계파라미터 ISP 1.43 A 2차측피크전류 ISRMS 0.64 A 2차측 RMS 전류 IRIPPLE 0.6 A 출력커패시터 RMS 리플전류 CMS Cmils 2차측베어컨덕터최소써큘러밀 AWGS 차측와이어게이지 ( 그다음으로큰표준 AWG 값으로반올림됨 ) 그림 13. 설계스프레드시트의트랜스포머 2 차측설계파라미터섹션 코어갭길이, L G (mm) L G 은예측된코어갭길이입니다. 결과적으로 1 차측인덕턴스의오차가증가하기때문에센터레그갭코어에는 0.1mm 미만인값은사용하지않는것이좋습니다. 최대 1 차측권선와이어외부직경, OD(mm) 1 차측권선을지정된레이어수에맞출수있는최대와이어직경입니다. 와이어유형을선택하는경우신뢰성과줄어든 1 차측커패시턴스 ( 무부하입력전력감소 ) 를개선하기위해이중코팅자기와이어 ( 단일코팅형아님 ) 을사용하는것이좋습니다. 1 차측권선와이어순수컨덕터직경, DIA(mm) 절연체가없는와이어의직경입니다. 1 차측권선와이어게이지, AWG 표준 AWG 에서한단계아래의크기로내림된와이어직경입니다. 1 차측권선순수컨덕터유효면적, CM(C MILS ) CM 은유효컨덕터면적입니다 (Circular mils 단위 ). 1 차측권선와이어전류용량, CMA(C MILS /A) CMA 는 Amp 당 1 차측컨덕터면적으로, 단위는 Circular mils 입니다 ( 여기서 1mil 은 1 인치의 1000 분의 1). 최악조건의권선온도가측정되는경우 ( 최대주변온도, 최소 AC 입력전압, 최대출력전력 ) 권장되는최소값 200 미만인값이사용가능하며권선온도가 100ºC 미만이면클래스 A 안전제한을충족합니다. 7

8 애플리케이션노트 AN-62 6 단계 입력단선택 권장되는입력단이표 7 에표시되어있습니다. 권장되는입력단은퓨저블요소, 입력정류및라인필터네트워크로구성되어있습니다. 퓨저블요소는퓨저블저항또는퓨즈일수있습니다. 퓨저블저항을선택하면방폭타입을사용하는것이좋습니다. 디퍼렌셜라인입력서지요구사항에따라권선형이필요할수있습니다. VAC MAX 가파워서플라이에반복적으로인가되는경우돌입전류로인해오류가생길수있으므로금속또는탄소필름형을사용하지않는것이좋습니다. 7 단계 BYPASS Pin 커패시터선택, 바이어스권선및피드백부품 BYPASS 핀커패시터정격전압이 7V 보다큰 1μF BYPASS 핀커패시터 ( 그림 16 의 C) 를사용합니다. 여기서커패시터유형은중요하지않습니다. 그러나절대최소값 ( 오차및온도포함 ) 은 0.μF 여야합니다. 커패시터는 LYTSwitch-2 BYPASS 및 SOURCE 핀에가깝게위치해야합니다. 외부바이어스회로바이어스회로를추가하면무부하입력전력을최대 200mW 에서 30mW 미만으로낮춥니다. R F1 AC IN D IN1-4 L IN1 C IN1 C IN2 + 그림 16 에표시된파워서플라이회로도는다이오드 D2, 커패시터 C6 및저항 R6 로구성된바이어스회로를사용합니다. 출력전압이 8V 미만인경우에는그림 19 에서처럼추가트랜스포머권선이필요합니다. 그러면모든상태에서 BYPASS 핀을공급하는데충분한전압이제공됩니다. L IN2 PI R F1 : 8.2Ω, 2W, 방폭퓨저블저항 L IN1 : 470µH~4.7mH, 0.0A~0.3A L IN2 : 페라이트비드또는 470µH~4.7mH, 0.0A~0.3A C IN1 + C IN2 : 2µF/W OUT, 400V, 90VAC~26VAC : 2µF/W OUT, 200V, 100VAC~11VAC : 1µF/W OUT, 400V, 180VAC~26VAC D IN1-4 : 1N4007, 1A, 1000V 추가바이어스권선 ( 핀 2~ 핀 1) 은피드백권선 ( 핀 4~ 핀 2) 위에적층됩니다. 다이오드 D6 는출력을정류하고 C 는필터커패시터입니다. 무부하상태에서저주파작동중바이어스전압을유지하기위해서는 1mF 이상의커패시터를사용하는것이좋습니다. 정격전압은 V BIAS 의최대값보다커야합니다. BYPASS 핀으로흐르는전류는 IC 공급전류 (~0.mA) 와동일합니다. R4 의값은다음과같이계산됩니다. R = ^V -V h/ I 4 BIAS BP S2 표 7. 입력단권장사항 전압스트레스파라미터 VDRAIN V 최대드레인전압예상값 (20% 의클램핑전압오차및추가 10% 의온도오차가정 ) PIVS V 출력정류최대피크역전압 그림 14. 설계스프레드시트의전압스트레스섹션 미세조정 RUPPER_ACTUAL 83.4 k-ohm PCB에서사용되는상단저항의실제값 (RUPPER) RLOWER_ACTUAL 8.6 k-ohm PCB 에서사용되는하단저항의실제값 (RLOWER) 실제 ( 측정된 ) 출력전압 (VDC) V 첫번째프로토타입에서측정된출력전압 실제 ( 측정된 ) 출력전류 (ADC) 0.30 Amps 첫번째프로토타입에서측정된출력전류 RUPPER_FINE 83.4 k-ohm 피드백저항분배기의새상단저항값 (RUPPER). 가장가까운표준값은 84.k-ohms임 RLOWER_FINE 8.6 k-ohm 피드백저항분배기의새하단저항값 (RLOWER). 가장가까운표준값은 8.66k-ohms임 그림 1. 설계스프레드시트의미세조정섹션 8

9 AN-62 애플리케이션노트 L RF1 4.7Ω 1W VAC N BR1 B10S-G 1000V C1 10nF 1kV R1 33kΩ L1 2.2mH R2 470kΩ C2 1µF 400V D S C3 1000pF 630V R3 470Ω D1 S1ML LYTSwitch-2 U1 LYT2002D FB BP C 1µF 0V 1 2 NC T1 EPC13 R6 6.8kΩ 1/8W R4 34.8kΩ 1% R 8.2kΩ 1% D3 SK220-L C7 47µF 2V D2 LL4148 C6 1µF 0V R7 30kΩ 7~1V, 330mA GND PI 그림 16. 일반적인 W LYTSwitch-2 플라이백파워서플라이 여기서 V BIAS ( 일반적으로 10V) 는 C 에흐르는전압이고, I S2 ( 일반적으로 0.mA) 는 IC 공급전류이고, V BP ( 일반적으로 6.4V) 는 BYPASS 핀전압입니다. 파라미터 I S2 및 V BP 는 LYTSwitch-2 데이터시트의파라미터표에서제공됩니다. 다이오드 D6 는 FR102, 1N4148 또는 BAV19/20/21 와같은저가다이오드를사용할수있습니다. 다이오드전압스트레스는설계스프레드시트의피드백권선파라미터섹션에서파생될수있고 V FLY 및 V FOR 값의합계입니다. 피드백권선전압 ( 설계스프레드시트의 V FLY ) 이 10V 보다크면추가권선이필요하지않습니다. 이러한경우트랜스포머의핀 2 에서 D6 를피드백권선에직접연결하고핀 1 과 2 사이에서바이어스권선을제거합니다. FEEDBACK 핀저항값초기값저항 R UPPER 및 R LOWER 은내부 MOSFET 의온 - 타임및오프 - 타임둘다에서 FEEDBACK(FB) 핀에대한전압을설정하는저항분배네트워크를형성합니다. CC 동작중 FEEDBACK 핀전압변경에따라스위칭주파수가조정되어일정한출력전류조정이제공됩니다. MOSFET 온 - 타임시 FEEDBACK 핀전압이 DC 입력전압을모니터링하는데사용되어입력라인범위내에서 CC 변동을최소화합니다. R UPPER 및 R LOWER 의초기값이셀 [D43] 및 [D44] 에서제공됩니다. 프로토타입이제작되어테스트되면아래에서설명하는미세조정절차에따라최종저항값을결정합니다. 최적의결과를위해가장가까운 1% 값을사용합니다. R UPPER 및 R LOWER 는가급적 FEEDBACK 핀에가깝게배치합니다. FEEDBACK 핀값미세조정파워서플라이프로토타입을제작한후설계스프레드시트의미세조정섹션 ( 그림 1) 을사용하여설계를최적화할수있습니다. 셀 [B103] 및 [B104] 에피드백저항 R UPPER 및 R LOWER 에사용되는실제값을입력하고피크출력전력에서측정한파워서플라이출력전압및전류는셀 [B10] 및 [B106] 에입력합니다. PIXls 스프레드시트는 R UPPER_FINE 및 R LOWER_FINE 에대한피드백저항값을계산하여출력전압및전류를중앙에배치합니다. CV 동작중컨트롤러는 ON/OFF 상태기기를사용하여 FEEDBACK 핀전압을조정합니다. FEEDBACK 핀전압은내부 MOSFET 이 OFF 되고나서 2.μs 후에샘플링됩니다. 경부하상태에서 Current Limit 이줄어가청트랜스포머노이즈를없애는트랜스포머자속밀도를줄이고높은효율을유지합니다. 9

10 애플리케이션노트 AN-62 일련번호 유형 전압범위 (V) 정격전류 (A) 1N817~1N819 쇼트키 20~40 1 리드 SB120~SB1100 쇼트키 20~100 1 리드 1N820~1N822 쇼트키 0~60 1 리드 MBR320~MBR360 쇼트키 20~40 3 리드 SK12-L~SK110-L 쇼트키 20~100 1 SMD SK22-L~SK220-L 쇼트키 20~200 2 SMD SK110-L~SK1200-L 쇼트키 10~200 1 SMD UF4002~UF4006 초고속 100~600 3 리드 UF401~UF408 초고속 100~800 3 리드 ES1A~ES1D 초고속 0~200 1 SMD ES2A~ES2D 초고속 0~200 1 SMD US1A~US1M 초고속 0~ SMD 패키지 표 8. LYTSwitch-2 설계에사용할수있는권장다이오드목록 8 출력다이오드및더미부하선택 출력정류기다이오드는고속또는초고속리커버리 PN- 정션또는쇼트키배리어유형이어야합니다. 전압마진 (VR) 이충분한다이오드를선택합니다. 일반적으로 VR 1.2 PIV 이고, PIV 는 PIXls 스프레드시트의전압스트레스파라미터를보여줍니다. 프로토타입이완료되면오실로스코프를사용하여 VAC MAX 에서실제다이오드스트레스를확인합니다. 연속정격이 2 I O 에가장가까운다이오드를선택합니다. 여기서 I O 는출력전류입니다. 필요한경우보다큰다이오드를사용하여써멀또는효율성요구사항을충족합니다. 표 8 에는 LYTSwitch-2 회로에사용할수있는몇가지적절한쇼트키와초고속다이오드가나열되어있습니다. 출력전압은스위칭주파수에서샘플링되므로무부하시최소스위칭주파수가유지되어적절한과도부하응답을제공합니다. 따라서부하가걸리지않은상태에서파워서플라이가작동할수있는경우 10mW 부하아래에서출력전압이상승하지않도록하려면더미부하저항이필요합니다 ( 그림 16 의 R7 참조 ). 정격출력전압에서약 10mW 의부하를나타내는값을선택합니다. 예를들어, 24V 출력에대해서는더미부하저항값으로 7.6kΩ 을사용합니다. 무부하시출력전압이상승할수있는설계의경우출력전압이최소출력전압제한내에남아있도록더미부하저항값을선택합니다. 무부하상태에서최대전압상승을정상출력전압의 0% 미만으로제한하여 1 차측클램핑및바이어스권선손실증가로인한무부하입력출력을최소화합니다. 9 단계 출력커패시터및선택적포스트필터선택 1.2 V O(MAX) 인커패시터전압을선택합니다. 아래의허용가능한최대등가직렬저항 (ESR) 표현식을사용하여커패시터를선택합니다. ESR MAX = V RIPPLE] MAXg 여기서 V RIPPLE(MAX) 는지정된최대출력리플및노이즈이고 I SP 는설계스프레드시트의트랜스포머 2 차측설계파라미터섹션의 2 차측피크전류입니다. 절대최소커패시턴스 (ESR 의효과제외 ) 는다음수식을통해산출됩니다. C OUT] MINg = I I 1 gb F V SP OMAX ] - DCONl S RIPPLE] MAXg 여기서 I O(MAX) 는최대출력전류이고, F S 는스위칭주파수이고, D CON 는출력다이오드전도시간이고, V RIPPLE(MAX) 는허용가능한최대출력리플전압입니다. 커패시터의정격리플전류가설계스프레드시트의트랜스포머 2 차측설계파라미터섹션에나와있는 I RIPPLE 값보다크거나같은지확인합니다. 그렇지않은경우 I RIPPLE 요구사항을충족하는가장작은커패시턴스값을선택합니다. 많은커패시터제조업체에서는커패시터작동온도가증가함에따라리플전류정격을높이는요인을제공합니다. 이러한정보를사용해커패시터크기를줄일수있습니다. 10

11 AN-62 애플리케이션노트 일반적인 1 차측클램프구성 RCD RCDZ( 제너블리드 ) RDZ( 제너 ) R C2 C C1 R C2 C C1 C C1 D C2 D C2 R C1 R C1 R C1 D C1 D C1 D C1 PI PI PI D C1 : 1N4007, 1A, 1000V D C1 : 1N4007, 1A, 1000V D C1 : 1N4007, 1A, 1000V R C1 : 100W~300W, 1/4W D C2 : BZY97Cxxx(xxx = 90V~120V) R C1 : 100W~300W, 1/4W C C1 : 470pF~1000pF R C1 : 100W~300W, 1/4W C C1 : 470pF~1000pF( 옵션 ) R C2 : 330kW~680kW, 1/2W R C2 : 47kW~10kW, 1/2W D C2 : P6KExxx(xxx = 10V~200V) C C1 : 470pF~1000pF 표 9. LYTSwitch-2 설계에적합한 1 차측클램프구성 출력커패시터의물리적크기를줄이기위해출력 LC 포스트필터를사용해 ESR 관련스위칭노이즈를감소시킬수있습니다. 이러한경우정격전류가 I O 보다크거나같은 1µH~3.3µH 인덕터중에서선택합니다. 페라이트비드는 I O 가약 1A 미만인설계에사용할수있습니다. 양호한과도응답을위해 ESR 이낮은경우 2 차측커패시터는일반적으로 100µF 또는 220µF 입니다. 2 차측리플전류가이러한커패시터를통과하지않기때문에구체적인 ESR 또는리플전류요구사항은없습니다. 필요한출력커패시터는커패시터두개로분할할수도있습니다. 여기서전체리플전류정격은각커패시터정격의합과동일합니다. 10 단계 1 차측클램프부품선택 표 9 에표시된일반적인 1 차측클램프배열 3 개는일반적으로 LYTSwitch-2 설계에적합합니다. RCD 구성이가장저렴합니다. RCD 및 RCDZ 구성회로의경우 C C1 의값은최소화하고 R C2 은최대화하는반면에피크드레인전압을 680V 미만으로제한합니다. C C1 의값이커지면, 피드백권선의샘플링전압에영향을미치는클램프전압의안정시간연장으로인해출력리플전압이더높아질수있습니다. RDZ 구성의경우 CC1 은선택형이고누설인덕턴스에너지의일부를회복하는데도움이됩니다. 저항 RC1 은링잉을억제하고언더슈트 ( 설계팁섹션참조 ) 를최소화하고전도성 EMI 를줄이도록조정되어야합니다. RCDZ 회로는 RCD 구성의낮은 EMI 를유지하지만무부하입력전력소비량을낮춥니다. 제너다이오드를통과하는전류가 R C2 을통해불과몇 ma 로제한되므로스트레스가매우낮습니다. 따라서신뢰성문제없이비 TVS 제너다이오드를사용할수있습니다. RDZ 구성의경우무부하전력소비량이가장낮지만 EMI 가더높아지고 TVS 형제너다이오드가필요합니다 ( 즉각적으로발생하는전력이높음 ). 트랜스포머권선배열의예 (E-Shields TM 포함 ) PIXls 스프레드시트설계가완료되면트랜스포머설계를작성하는데모든필수정보를사용할수있습니다. 이섹션에는권선순서및파워인테그레이션스 (Power Integrations) 고유의 E-Shield 기술을사용하는방법에대한실제적인몇가지팁을제시합니다. 쉴드권선은커먼모드초크의필요성을없애고그값을줄이거나 1 차측과 2 차측간에연결된 Y 클래스커패시터를없애전도성 EMI 성능을개선하고입력필터스테이지를간소화합니다. 레퍼런스권선번호 (WD1) 는그림 17 및 18 을참조하십시오. 11

12 애플리케이션노트 AN-62 WD1 = Shield 22T 29AWG NC 10 8 WD4 = Secondary 7T 22AWG WD2 = Primary 120T 37AWG 1 4 WD3 = Feedback 6T 4 31AWG 2 PI 그림 17. E-Shield(WD1) 를사용한일반적인트랜스포머회로도 8 10 WD4: 7T 22AWG 2 WD3: 6T 4 31AWG 1 40T 37AWG 1 mm tape margin WD2: 40T 37AWG 4 2 layers 8 mm tape NC WD1: 40T 37AWG 22T 29AWG PI 그림 18. 쉴드권선을사용한 LYTSwitch-2 트랜스포머의일반적인기계적구성 12

13 AN-62 애플리케이션노트 쉴드권선트랜스포머의첫번째레이어는쉴드권선 (WD1) 입니다. PIXls 에서 1 차측턴수 NP [D74] 를가져와레이어수 L [D6] 으로나눠턴수를계산합니다. 결과를 2 로나눕니다 (NSHEILD = 0. (NP/L)). 그러면시작값이산출됩니다. 쉴드권선 ( 검은색점 ) 의시작은 1 차측권선의시작에대한보빈의반대쪽에있습니다. 쉴드권선의끝은플로우팅되어있습니다. 보빈폭을완전히채우는와이어게이지를선택합니다. 1 차측권선두번째권선 (WD2) 이 1 차측권선입니다. PIXls 에서권선수 NP [D74], 레이어수 L [D6] 및와이어게이지 AWG [D86] 를찾습니다. 1mm 테이프레이어는트랜스포머설계를생산변동에덜민감하게만들어 EMI 반복성을개선하는데사용할수있습니다. 테이프마진을포함하려면 PIXls 스프레드시트의셀 [B] 에 1mm 의마진값을입력합니다. 피드백권선피드백권선은보빈의세번째권선 (WD3) 입니다. PIXls 에서권선수 NFB [D30] 를찾습니다. 전도성 EMI 노이즈를줄이려면이권선이전체보빈폭을덮어야합니다. 이렇게하려면여러가닥권선을사용하고최적의와이어게이지및병렬권선와이어수를찾으려면여러차례실험을거쳐야합니다. 여러가닥권선이단일보빈핀에서끝나는경우생산성문제로인해일반적으로 4 개이상의가닥수는권장되지않습니다. 2 차측권선최종권선이 2 차측권선 (WD4) 입니다. PIXls 에서 2 차측턴수 NS [D7] 를찾습니다. 피드백권선시작과동일한보빈측에서 2 차측권선을시작합니다. 보빈권선범위의폭을완전히채우는와이어게이지를선택합니다. 안전공간요구사항 ( 일반적으로 6mm~6.2mm) 을충족하고필요한트랜스포머코어크기를최소화하기위해넓은테이프마진에대한필요성을없애려면 2 차측권선에대해 3 중절연선을사용하는것이좋습니다. D1 1N4006 D2 1N4006 L1 1. mh R2 470 kω C3 820 pf 1 kv TI EE D7 SL13 C7 470 µf 10 V DC Output RF 10 Ω 2 W R3 300 kω 2 C1 4.7 µf 400 V C2 4.7 µf 400 V D 1N D3 1N4006 D4 1N4006 D S LYTSwitch-2 U1 LYT2002D FB BP C4 1 µf 0 V NC D6 LL4148 R4 13 kω C 10 µf 16 V R 13 kω 1% R kω 1% PI-7304a 그림 19. 무부하입력전력감소및경부하효율향상을위한바이어스회로가사용된 LYTSwitch-2 플라이백파워서플라이 13

14 애플리케이션노트 AN-62 추가바이어스권선이있는트랜스포머의예그림 20 및 21 은바이어스권선이필요한트랜스포머에대한회로도및제작구성도를각각보여줍니다. 이트랜스포머에대한구성기술은바이어스권선이없는트랜스포머에대한구성기술과동일하지만바이어스권선이 1 차측권선레이어와피드백권선레이어사이에삽입된다는점이다릅니다. 피드백권선에추가되는추가권선수는 PIXls 의셀 [D37] 에표시되어있습니다 (NB). WD2 = Primary 128T 36AWG WD = Secondary 7T 22AWG WD3 = Bias 6T 4 30AWG WD4 = Feedback 6T 4 30AWG WD1 = Shield 23T 29AWG NC PI 그림 20. 추가바이어스권선이사용된트랜스포머회로도 8 10 WD: 7T 22AWG 2 4 WD4: 6T 4 30AWG 1 2 WD3: 6T 4 30AWG 0T 36AWG 1 mm tape margin WD2: 39T 36AWG 3 2 layers 8 mm tape 4 NC WD1: 39T 36AWG 23T 29AWG PI 그림 21. 추가바이어스권선및쉴드권선이사용된트랜스포머제작구성도 14

15 AN-62 애플리케이션 노트 설계 팁 설계 권장 사항 권선비에 의해 발생된 전압(VOR) 조정 회로 기판 레이아웃 LYTSwitch-2 IC 제품군은 컨트롤러와 고전압 파워 MOSFET 모두를 하 나의 칩에 통합하는 고집적 파워 서플라이 솔루션입니다. 아날로그 신 호와 함께 높은 스위칭 전류와 전압으로 파워 서플라이가 안정적이고 문제 없이 동작할 수 있도록 반드시 알맞은 PCB 설계 방식을 따르는 것 이 중요합니다. LYTSwitch-2 E 및 SO-8C 패키지에 대해 권장되는 회로 기판 레이아웃은 각각 그림 22 및 23을 참조하십시오(K 패키지는 레이 아웃이 SO-8C와 유사함). 다른 파워 인테그레이션스(Power Integrations) 디바이스 제품군에 대 한 설계 스프레드시트의 사용자는 LYTSwitch-2 스프레드시트에서 직접 일부 중요한 파라미터(KP, VOR, NS 및 NP)를 변경할 수 없다는 사실을 알 아챌 것입니다. 이러한 파라미터를 변경하려면 아래 표시된 관계를 사 용해야 합니다. KP: FS를 줄이거나 CIN를 늘리면 KP가 증가합니다. VOR: DCON 또는 FS를 늘리면 VOR의 값이 줄어듭니다. LYTSwitch-2 기반 파워 서플라이에 대한 인쇄 회로 기판 레이아웃을 설 계할 경우 다음 지침을 따르는 것이 중요합니다. NS: DCON가 증가하면 NS이 증가합니다. NP: BM(TARGET)에 따라 달라집니다. 출력 오차 각 LYTSwitch-2 디바이스는 대표적인 파워 서플라이 테스트 모듈을 사 용하여 매우 정확한 초기 CC 오차를 보장하도록 출고 시 조정된 상태입 니다. 이는 데이터 시트에 정규화된(Normalized) 출력 전류인 파라미터 IO로 나타납니다. FEEDBACK 핀 전압(VFBth)과 작은 온도 계수(TCVFB)의 정확한 오차는 CV 작동 중 정확한 출력 전압 레귤레이션을 제공합니다. E 및 K 패키지에서 LYTSwitch-2는 0 C~100 C의 정션 온도 범위에 걸 쳐 CV 작동 시 출력 전압에 대해 모든 오차(라인, 부품 변동, 온도 포함) 에 대해 그리고 CC 작동 중 출력 전류에 대한 ±%에 대해 정확한 출력 을 제공합니다. D 패키지(SO-8C)의 경우 추가 CC 변동은 제조 흐름(즉, 납땜 웨이브 이 머전 또는 IR 리플로우)으로 인한 스트레스 때문에 발생할 수 있습니다. 따라서 각 설계의 생산 오차를 확인하려면 샘플 파워 서플라이 빌드를 권장합니다. 단일 지점 그라운드 LYTSwitch-2 SOURCE 핀, 바이어스 권선 그라운드를 입력 필터 커패시 터의 마이너스 단자와 연결하는 단일 그라운드 포인트(Kelvin)를 사용 하십시오. 이는 서지 전류를 바이어스 권선에서 입력 필터 커패시터로 직접 리턴시켜 서지 및 ESD 내성을 향상시킵니다. BYPASS 핀 커패시터 BYPASS 핀 커패시터는 SOURCE 핀과 BYPASS 핀에 최대한 가까이 있 어야 합니다. FEEDBACK 핀 저항 피드백 저항을 LYTSwitch-2 디바이스의 FEEDBACK 핀 바로 인근에 배 치합니다. 노이즈 커플링이 최소화됩니다. RUPPER은 FEEDBACK 핀에 가 급적 가깝게 배치하고 RLOWER은 SOURCE와 FEEDBACK 핀 사이에 배치 해야 합니다. Secondary Side Secondary Side Y Capacitor DC Output Isolation Barrier Primary Clamp Components Drain Trace Minimized ESD Spark Gap Bypass Supply Components AC Input LYTSwitch-2 SO-8C Package LYTSwitch-2 E Package Trace Heat Sink Maximized Feedback Resistors Primary Side 그림 22. esip 패키지를 사용하는 PCB 레이아웃 예 Primary Side PI 그림 23. PI SO-8C 패키지를 사용하는 PCB 레이아웃 예 1

16 애플리케이션노트 AN-62 써멀고려사항 (D, K 패키지 ) SOURCE 핀에연결된구리영역은히트싱크역할을합니다. LYTSwitch-2 는 % 의출력전력을손실시킬것으로예상됩니다. 충분한구리영역을제공하여 SOURCE 핀온도를 100 C 아래로유지하십시오. 더높은온도를허용할수는있지만출력전류 (CC) 오차가높아집니다. 2 차측및바이어스루프영역반사패턴인덕턴스및 EMI 를최소화하려면 2 차측권선, 출력다이오드및출력필터커패시터를연결하는루프영역을최소화합니다. 또한히트싱크용으로다이오드의애노드와캐소드에충분한구리영역을제공합니다. 애노드영역이크면고주파수방사 EMI 가증가될수있으므로노이즈가없는더큰캐소드단자영역을제공합니다. 바이어스전압루프영역에대해동일한레이아웃고려사항을적용합니다. 정전기방전스파크갭패턴은스파크갭의 1 개전극을구성하기위해 AC 라인입력중하나에배치되어야합니다. 2 차측의다른전극은출력리턴노드에의해구성됩니다. 스파크갭은 2 차측의대부분의 ESD 에너지를서지이벤트동안 2 차측에서 AC 입력으로다시보냅니다. 손상이발생하지않도록 AC 입력에서스파크갭전극으로의패턴은다른패턴으로부터멀리떨어져있어야합니다. 그림 22 에서 R1 과 R2 가제거되면 EMI 필터인덕터 (L1 과 L2) 양단의추가스파크갭은서지동안전압의과잉누적과내부아크로인한손상을방지합니다. 드레인클램프최적화 LYTSwitch-2 는절연배리어의 1 차측에서의피드백권선을감지하여출력을조정합니다. 피드백권선에서나타나는전압은내부 MOSFET 이 OFF 상태인동안의 2 차측권선전압의반사전압입니다. 그러므로누설인덕턴스유도링잉은출력레귤레이션에영향을미칠수있습니다. 드레인클램프를최적화하여고주파수링잉을최소화하면가장좋은레귤레이션이가능합니다. 그림 24 는이상적인드레인전압파형을보여줍니다. 누설인덕턴스로인한링잉때문에큰언더슈트가발생한그림 2 와이파형을비교해보십시오. 이러한링잉과그효과는출력전압레귤레이션을저하시킵니다. 링잉과링잉으로인한언더슈트를줄이려면클램프다이오드와직렬로연결된저항값을조정하십시오. Y 커패시터연결 Y 커패시터를사용하는경우권장되는트랜스포머로의연결은그림 26 에표시된것처럼 1 차측및 2 차측출력권선턴의벌크 (+) 입력입니다. 그러나이러한영역에서 1 차측의벌크 (-) 에연결이일반적이지않으므로입력필터커패시터의마이너스단자에직접연결해야하는단일지점그라운드레이아웃권장사항을따릅니다. 빠른설계확인목록 어떤파워서플라이를설계하든지가장나쁜조건시부품의사양을초과하지않는지를확인하기위해 LYTSwitch-2 설계를검증해야합니다. 이를위해다음과같은최소한의테스트는반드시수행되어야합니다. 최대드레인전압 피크 V DS 가최고입력전압및최대출력전력에서 680V 를초과하지않는지확인합니다. 드레인전류 최대주변온도, 최대및최소입력전압및최대출력부하상태에서스타트업할때드레인전류파형이트랜스포머포화의징후가있는지, 과도한리딩엣지전류스파이크의징후가보이는지검토합니다. LYTSwitch-2 디바이스는온사이클 (ON-cycle) 의조기종료를방지하기위해리딩엣지블랭킹시간이있지만리딩엣지스파이크를데이터시트에지정된최대시간보다작도록제한하십시오. 써멀검사 최대출력전력, 최소및최대입력전압및최대주위온도상태에서 LYTSwitch-2, 트랜스포머, 출력다이오드및출력커패시터의온도가지정된온도제한이하인지확인합니다. 써멀마진은 LYTSwitch-2 디바이스의 R DS(ON) 에서부품간변동을허용하기위해제공됩니다. 최적의레귤레이션을위해 SOURCE 핀온도는 100ºC 미만이권장됩니다. 오버슈트는허용가능합니다. 네거티브링은출력리플증가및 / 또는출력레귤레이션저하를초래할수있습니다. 그림 24. 최소한의누설링잉언더슈트가있는이상적인드레인전압파형그림 2. 큰누설링잉언더슈트가있는드레인전압파형 16

17 AN-62 애플리케이션노트 Y Capacitor C IN1 C IN2 D FB BP R IN S LYTSwitch-2 L IN PI 그림 26. Y 커패시터를사용하는경우입력컨덕터의올바른위치 17

18 개정참고날짜 A 최초출시 12 월 14 일 B LYT2001D 부품번호가제거되었습니다. 새로운브랜드스타일로업데이트되었습니다. 9 월 1 일 최신업데이트에대한자세한내용은당사웹사이트를참고하십시오. 파워인테그레이션스 (Power Integrations) 는안정성또는생산성향상을위하여언제든지당사제품을변경할수있는권한이있습니다. 파워인테그레이션스 (Power Integrations) 는여기서설명하는디바이스나회로사용으로인해발생하는어떠한책임도지지않습니다. 파워인테그레이션스 (Power Integrations) 는어떠한보증도제공하지않으며모든보증 ( 상품성에대한묵시적보증, 특정목적에의적합성및타사권리의비침해를포함하되이에제한되지않음 ) 을명백하게부인합니다. 특허정보여기에설명한제품및애플리케이션 ( 제품외부트랜스포머구성및회로포함 ) 은하나이상의미국및해외특허를포함하거나또는파워인테그레이션스 (Power Integrations) 에서출원중인미국및해외특허를포함할수있습니다. 파워인테그레이션스 (Power Integrations) 의전체특허목록은 에서확인할수있습니다. 파워인테그레이션스 (Power Integrations) 는고객에게 에명시된특정특허권에따른라이센스를부여합니다. 수명유지장치사용정책파워인테그레이션스 (Power Integrations) 의제품은파워인테그레이션스 (Power Integrations) 사장의명백한문서상의허가가없는한수명유지장치또는시스템의핵심부품으로사용할수없습니다. 자세한정의는다음과같습니다. 1. 수명유지장치또는시스템이란 (i) 신체에외과적이식을목적으로하거나, (ii) 수명지원또는유지및 (iii) 사용지침에따라올바로사용하는경우에도동작의실패가사용자의상당한부상또는사망을초래할수있는장치또는시스템입니다. 2. 핵심부품이란부품의동작실패가수명유지장치또는시스템의동작실패를초래하거나, 해당장치또는시스템의안전성및효율성에영향을줄수있는수명유지장치또는시스템에사용되는모든부품입니다. PI 로고, TOPSwitch, TinySwitch, LinkSwitch, LYTSwitch, InnoSwitch, DPA-Switch, PeakSwitch, CAPZero, SENZero, LinkZero, HiperPFS, HiperTFS, HiperLCS, Qspeed, EcoSmart, Clampless, E-Shield, Filterfuse, FluxLink, StakFET, PI Expert 및 PI FACTS 는 Power Integrations, Inc 의상표입니다. 다른상표는각회사고유의자산입니다. 201, Power Integrations, Inc. 파워인테그레이션스 (Power Integrations) 전세계판매지원지역 본사 24 Hellyer Avenue San Jose, CA 9138, USA. 본사전화 : 고객서비스 : 전화 : 팩스 : 전자메일 : usasales@power.com 중국 ( 상하이 ) Rm 2410, Charity Plaza, No. 88 North Caoxi Road Shanghai, PRC 전화 : 팩스 : 전자메일 : chinasales@power.com 중국 ( 센젠 ) 17/F, Hivac Building, No. 2, Keji Nan 8th Road, Nanshan District, Shenzhen, China, 1807 전화 : 팩스 : 전자메일 : chinasales@power.com 독일 Lindwurmstrasse Munich Germany 전화 : 팩스 : 전자메일 : eurosales@power.com 인도 #1, 14th Main Road Vasanthanagar Bangalore-6002 India 전화 : 팩스 : 전자메일 : indiasales@power.com 이탈리아 Via Milanese 20, 3rd. Fl Sesto San Giovanni (MI) Italy 전화 : 팩스 : 전자메일 : eurosales@power.com 일본 Kosei Dai-3 Bldg , Shin-Yokohama, Kohoku-ku Yokohama-shi Kanagwan Japan 전화 : 팩스 : 전자메일 : japansales@power.com 대한민국 RM 602, 6FL Korea City Air Terminal B/D, 19-6 Samsung-Dong, Kangnam-Gu, Seoul, , Korea 전화 : 팩스 : 전자메일 : koreasales@power.com 싱가포르 1 Newton Road #19-01/0 Goldhill Plaza Singapore, 전화 : 팩스 : 전자메일 : singaporesales@power.com 대만 F, No. 318, Nei Hu Rd., Sec. 1 Nei Hu Dist. Taipei 11493, Taiwan R.O.C. 전화 : 팩스 : 전자메일 : taiwansales@power.com 영국 Cambridge Semiconductor, a Power Integrations company Westbrook Centre, Block, 2nd Floor Milton Road Cambridge CB4 1YG 전화 : +44 (0) 전자메일 : eurosales@power.com