220V降5V0.5A非隔離晶片WT5104

ye15012777455發表於2024-10-30

220V降5V0.5A非隔離晶片WT5104

以下是使用 WT5104 晶片將 220V 交流電降為 5V 500mA0.5A直流電的應用方案:
電路基本原理:
輸入適配:WT5104 可適應 85VAC - 265VAC 的全範圍輸入電壓,對於 220V 交流電能夠良好適配。交流電輸入後,晶片會對其進行處理,將高電壓的交流電轉換為適合晶片內部電路處理的電壓訊號。
降壓轉換:晶片內部整合了高壓功率管,透過開關電源的降壓技術,把輸入的高電壓交流電轉換為較低電壓的直流電。該晶片採用恆壓控制模式,能保證輸出電壓穩定在 5V。系統可工作於 CCM(連續電流模式)和 DCM(斷續電流模式),可根據不同的負載條件自動切換工作模式,以實現高效的能量轉換。
控制與保護:WT5104 內建多種控制和保護功能。例如,採用特有的峰值電流控制,無需外接 CS(電流取樣)電阻;內建啟動電路,無需外接啟動電阻,使得外圍應用更加簡單,可靠性更強。同時,還具備 VCC 鉗位 / 欠壓保護、輸出短路保護、電感過電流保護以及過溫保護等多重保護功能。
具體電路設計:
整流電路:在 WT5104 之前需要使用整流電路將交流電轉換為脈動直流電。常見的橋式整流電路利用二極體的單向導通性,將交流電的正負半周都轉換為同一方向的電流。例如,可使用四個二極體組成橋式整流電路,將 220V 交流電整流為脈動直流電。
濾波電容:整流後的直流電存在紋波,需要新增濾波電容來平滑電壓。電容值的選擇需要根據實際的負載電流和紋波要求來確定,一般來說,電容值越大,濾波效果越好,但成本和體積也會相應增加。可以在整流電路的輸出端並聯一個適當容量的電解電容和一個小容量的陶瓷電容,電解電容用於濾除低頻紋波,陶瓷電容用於濾除高頻紋波。
反饋電路:為確保輸出電壓的穩定性,需要設計反饋電路。WT5104 可透過反饋引腳接收輸出電壓的反饋訊號,根據反饋訊號調整內部的開關控制,從而保持輸出電壓穩定在 5V。反饋電路通常由一個分壓電阻網路組成,將輸出電壓分壓後連線到晶片的反饋引腳。
電感選擇:電感是降壓轉換電路中的重要元件,用於儲存能量和濾波。選擇電感時,需要考慮電感值、額定電流、飽和電流等引數。電感值的大小會影響輸出電壓的穩定性和紋波大小,額定電流和飽和電流需要滿足電路的工作要求,以保證電感在工作過程中不會因為過熱等問題而損壞。
外圍元件選擇:
輸入電容:用於對輸入的交流電進行濾波,減少輸入電壓的波動對晶片的影響。輸入電容的容值一般在幾百納法到幾微法之間,耐壓值需要根據輸入電壓的最大值來選擇。
輸出電容:用於對輸出的直流電進行濾波,進一步平滑輸出電壓。輸出電容的容值一般在幾十微法到幾百微法之間,耐壓值需要根據輸出電壓來選擇。
保護元件:為提高電路的可靠性,需要新增一些保護元件,如過流保護電阻、過壓保護二極體等。過流保護電阻可以在電路出現過流時限制電流,保護晶片和其他元件;過壓保護二極體可以在輸出電壓過高時將電壓鉗位在安全範圍內,防止損壞負載。
應用場景:
智慧家居:可用於智慧插座、智慧門鎖、智慧感測器等智慧家居裝置,為其提供穩定的 5V 電源。
小家電:如電飯煲、微波爐、電風扇等小家電的控制電路和顯示皮膚等部分,通常需要 5V 的電源供電,WT5104 可以滿足這些需求。
工業控制:在一些工業控制裝置中,也可能需要將 220V 的交流電轉換為 5V 的直流電,為控制器、感測器等提供電源,WT5104 可應用於這類場景。

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