Übertrager für energieeffiziente Schaltnetzteile Transformer for energy saving electronic devices

Transkript

1 Übertrager für energieeffiziente Schaltnetzteile Transformer for energy saving electronic devices

2 Einführung Aufgrund steigender Energiepreise legen die Verbraucher mittlerweile hohen Wert auf energiesparende elektronische Geräte. Die IFA hat gezeigt, dass die Hersteller diesen Trend bereits mit Schlagwörtern wie Green Mode, Blue Motion oder ECO-Power aufgenommen haben. Eine weitere Vorgabe, den Energieverbrauch zu senken, kommt demnächst vom Gesetzgeber. Die Europäische Union wird bald eine Richtlinie für elektronische Geräte verabschieden, in der sie die Stand-By-Leistungsaufnahme auf max. Watt reduziert. Diese Richtlinie soll in den nächsten - 0 Jahren umgesetzt werden. Aufgrund dieser Vorgaben, werden herkömmliche linear geregelte Netzteile in naher Zukunft vom Markt verschwinden und durch Schaltnetzteile ersetzt. Vorteile der Schaltnetzteile: Machbarkeit von Weitbereichsnetzteilen für den weltweiten Einsatz Wirkungsgrade von 0% und mehr Geringeres Gewicht und kleinere Baugröße als linear geregelte Netzteile Geringe Standby-Leistungsaufnahme Nachteile der Schaltnetzteile: Erhöhter Aufwand bei der Entstörung Komplizierte Schaltungen Preis Mittlerweile bieten viele IC-Hersteller einfache Bausteine für Kleinleistungsnetzteile, mit denen wettbewerbsfähige und einfache Schaltnetzteile aufgebaut werden können. Würth Elektronik ist diesem Trend gefolgt und hat zwei Übertrager-Reihen aufgebaut, die auf die Erfordernisse der ICs zweier führender Halbleiterhersteller abgestimmt sind. Funktion und optimaler Wirkungsgrad der Übertrager-Reihen wurde durch Laborversuche nachgewiesen. Die Übertrager entsprechen den internationalen Sicherheitsnormen. Auf den folgenden Seiten stellen wir Ihnen diese beiden Übertrager-Reihen inklusive der Referenzdesigns vor.

3 Introduction Due to rising energy costs consumers attach great importance on energy saving electronic devices by now. The IFA showed that the manufactures have already taken in the trend with catchwords like Green Mode, Blue Motion or ECO-Power. An additional requirement to decrease the energy consumption will be released by the law. The European Union will pass a directive about electronic devices where the devices stand-by power input is reduced to a minimum of Watt. This directive should be transposed within the next to 0 years. On the basis of those requirements traditional linear regulators will vanish from the market and replaced by SMPS. Advantages of SMPS: Feasibility of power supply for worldwide universal input Efficiencies of 0% and more Less weight and smaller size than linear regulators Low stand-by power consumption Disadvantages of SMPS: Increased effort for EMI suppression Complicated circuits Price In the meantime various IC manufacturers offer simple modules for small power regulators with which competitive and simple SMPS can be designed. Würth Elektronik followed that trend and has designed two transformer series which are adapted to the requirements of the ICs of two leading IC manufacturers. Function and optimal efficiency of the transformer series are confirmed by laboratory tests. The transformers are compliant with the international safety standards. On the following pages we present you these transformer series with reference designs.

4 Off-Line Transformer Characteristics Nominal input voltage: V AC Operating temperature: -0 C to + C Isolation voltage: kv AC Applications Universal input Offline-switch mode power supplies Especially designed for several ICs from STMicroelectronics Order Code IC Reference Input Voltage (V AC ) Output Voltage (V) Output Power (W) Switching Frequency (khz) Mechanics Schematics VIPer H VIPer H VIPer L VIPer L VIPer L VIPer L VIPer -. (. peak) 0 0 VIPer L - 0

5 Off-Line Transformer Mechanics Mechanics () () () () Customer terminals in ( ) Mechanics Mechanics Mechanics

6 Schematics Off-Line Transformer Schematics,,,,,,,,,,,, Schematics Schematics Schematics Schematics

7 Off-Line Transformer Reference design T - + BR BRIDGE C X CAP T uf 0V C R TBD R C pf 0V D N.KE0 D STTHL0 D BAT D TRANSFORMER C Y.nF D STPS C MCZ 000uF 0V V.A L.uH C0 00uF C MCZ 000uF 0V J CON CM Choke R TBD TBD R 0k R 0 R C X.k VIPERLN NTC 0 Ohm NTC t A FUSE F J JUMPER C 0n BR CONT U VDD CONTROL FB DRAIN SOURCE OPTO PC R k C nf R0 R 0k % J CON C uf V R TBD R k C.nF C nf R k VR 0k TS R k % The above Figure shows a typical SMPS for. W and V output voltage. In this application the transformer 0 of Würth Elektronik was used. Efficiency (%) Input Voltage (V AC ) The curve shows the average efficiency of the converter over the input voltage range. The efficiency is better than % over the whole range.

8 Off-Line Transformer Characteristics Nominal input voltage: V AC (0 - V DC ) Output power from to W Operating temperature: -0 C to + C Isolation voltage: kv AC Applications Universal input Offline-switch mode power supplies Especially designed for several ICs from Power Integrations Order Code IC Reference Input Voltage (V AC ) Output Voltage (V) Output Power (W) Switching Frequency (khz) Mechanics Schematics 0 0 LNK LNK LNK LNK LNK LNK TNY TOP - /.

9 Off-Line Transformer Mechanics Mechanics Mechanics 00 WE-MIDCOM Mechanics Mechanics

10 Schematics Off-Line Transformer Schematics 0 Schematics Schematics Schematics Schematics CAEL CAEL BIAS FDBK SHIELD 0 0 CAEL CAEL CAEL CAEL CAEL CAEL CAEL BIAS FDBK SHIELD 0 0 CAEL CAEL FDBK SHIELD 0 CAEL CAEL CAEL BIAS FDBK SHIELD 0 0 CAEL CAEL Schematics CAEL CAEL FDBK SHIELD 0 CAEL

11 Off-Line Transformer Reference design Circuit example of the SMPS with LNK0 Above Figure shows the design of a. W-LED driver with LNK0. As transformer the 0 0 of Würth Elektronik was chosen. The efficiencies obtained with this circuit are more than 0% over the whole input voltage range (Figure below). You will find the description in detail in the design guide Trilogy of Magnetics. Efficiency (%) Input Voltage (V AC )

12 EMC & Inductive Solutions EMC Components Inductors Transformers RF Components Circuit Protection EMC Shielding Material & D-Sub Filter Connectors Assembly technique Connectors DIE NECKARNZEN.00..SIL