隨著智能照明系統(tǒng)的快速發(fā)展，越來越多的控制器、傳感器被集成進(jìn)燈具中，對(duì)電源模塊的穩(wěn)定性、效率、體積和成本都提出了更高要求。尤其是對(duì)于IoT智能燈控類產(chǎn)品，其內(nèi)部電源往往需要從85~265V AC寬電壓輸入轉(zhuǎn)換為穩(wěn)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(hù)，且控制成本。
在嘗試多個(gè)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(shè)計(jì)了一個(gè)無光耦、12V恒壓、輸出電流250mA的AC-DC電源模塊，用于驅(qū)動(dòng)燈控MCU、Wi-Fi/Zigbee通信模塊等負(fù)載。
一、為什么選擇LinkSwitch-TN2？
高度集成：LinkSwitch-TN2內(nèi)部集成了700V MOSFET、PWM控制器、啟動(dòng)電路和保護(hù)邏輯，大幅減少外圍元件數(shù)量（我用下來整個(gè)電源只有20個(gè)左右元件），極大地降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜度和物料成本。
無光耦反饋：其內(nèi)建的調(diào)制控制方式使得無需光耦即可實(shí)現(xiàn)良好的電壓調(diào)整率和線性調(diào)整率，提升可靠性并適用于高溫、高濕環(huán)境。
極低的待機(jī)功耗：支持低至30mW的待機(jī)功耗，非常適合需要長(zhǎng)時(shí)間待命的智能照明產(chǎn)品，符合各類能效法規(guī)如CEC、DOE等。
保護(hù)功能完善：包括過熱保護(hù)、輸出短路保護(hù)、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(shè)計(jì)與調(diào)試過程分享
在設(shè)計(jì)過程中，我使用了PI官網(wǎng)提供的LinkSwitch-TN2設(shè)計(jì)工具和參考設(shè)計(jì)文檔（例如DER-706、RDK-730），從計(jì)算變壓器匝比、電感量、反激參數(shù)出發(fā)，進(jìn)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(shè)計(jì)文檔。設(shè)計(jì)中使用了典型的反激拓?fù)?，輸出通過肖特基整流二極管和LC濾波器進(jìn)行穩(wěn)壓處理。
調(diào)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(nèi)；空載功耗僅為25mW；加載250mA電流連續(xù)8小時(shí)測(cè)試后外殼溫升控制在45℃以內(nèi)，表現(xiàn)非常穩(wěn)定。
三、應(yīng)用場(chǎng)景拓展
除了智能照明，這套電源模塊也可以靈活應(yīng)用于：
智能門鎖供電
智能插座控制板
Wi-Fi中繼器或Zigbee網(wǎng)關(guān)等小功率IoT設(shè)備
LinkSwitch-TN2讓我在智能照明的低功耗電源設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了高效率+低成本+高可靠性的“三重目標(biāo)”。對(duì)比市面上常見的傳統(tǒng)反激方案，它在小功率場(chǎng)景下優(yōu)勢(shì)明顯。
有沒有朋友也在做智能照明產(chǎn)品？歡迎分享你們?cè)陔娫丛O(shè)計(jì)方面的選擇和挑戰(zhàn)，比如EMC問題、熱設(shè)計(jì)難點(diǎn)、容錯(cuò)處理等。一起探討，共同進(jìn)步！
