隨著智能照明系統的快速發展,越來越多的控制器、傳感器被集成進燈具中,對電源模塊的穩定性、效率、體積和成本都提出了更高要求。尤其是對于IoT智能燈控類產品,其內部電源往往需要從85~265V AC寬電壓輸入轉換為穩定的12V或5V直流電壓,并具備良好的電磁兼容性、過壓過溫保護,且控制成本。
在嘗試多個解決方案后,我選擇了 Power Integrations 的LinkSwitch-TN2 系列芯片作為核心電源控制器,設計了一個無光耦、12V恒壓、輸出電流250mA的AC-DC電源模塊,用于驅動燈控MCU、Wi-Fi/Zigbee通信模塊等負載。
一、為什么選擇LinkSwitch-TN2?
高度集成:LinkSwitch-TN2內部集成了700V MOSFET、PWM控制器、啟動電路和保護邏輯,大幅減少外圍元件數量(我用下來整個電源只有20個左右元件),極大地降低了設計復雜度和物料成本。
無光耦反饋:其內建的調制控制方式使得無需光耦即可實現良好的電壓調整率和線性調整率,提升可靠性并適用于高溫、高濕環境。
極低的待機功耗:支持低至30mW的待機功耗,非常適合需要長時間待命的智能照明產品,符合各類能效法規如CEC、DOE等。
保護功能完善:包括過熱保護、輸出短路保護、逐周期電流限制等功能,為智能燈具提供更高的安全保障。
二、電源設計與調試過程分享
在設計過程中,我使用了PI官網提供的LinkSwitch-TN2設計工具和參考設計文檔(例如DER-706、RDK-730),從計算變壓器匝比、電感量、反激參數出發,進行元件選型與PCB布線。
變壓器選用EE13磁芯,自繞方式參考了PI提供的設計文檔。設計中使用了典型的反激拓撲,輸出通過肖特基整流二極管和LC濾波器進行穩壓處理。
調試階段,我通過示波器觀察MOS管漏極波形,輸出電壓紋波在±80mV以內;空載功耗僅為25mW;加載250mA電流連續8小時測試后外殼溫升控制在45℃以內,表現非常穩定。
三、應用場景拓展
除了智能照明,這套電源模塊也可以靈活應用于:
智能門鎖供電
智能插座控制板
Wi-Fi中繼器或Zigbee網關等小功率IoT設備
LinkSwitch-TN2讓我在智能照明的低功耗電源設計中實現了高效率+低成本+高可靠性的“三重目標”。對比市面上常見的傳統反激方案,它在小功率場景下優勢明顯。
有沒有朋友也在做智能照明產品?歡迎分享你們在電源設計方面的選擇和挑戰,比如EMC問題、熱設計難點、容錯處理等。一起探討,共同進步!