ST AN1736 Application note

AN1736

Application note

VIPower: VIPer22A dual output reference board 90 to 264 VAC input, 10W output

Introduction

This is an off-line wide range VIPer22A dual outputs power supply at a switching frequency of 60kHz and is set up for secondary regulation with an optocoupler. One output delivers 5V at 1A and while a second output delivers12V at 0.42A, making up the total output power of 10W.

●Switch mode general purpose power supply

●Single-sided board

●75% efficiency

●Output short circuit protection

●Thermal shutdown protection

●Meets EN55022 class B EMI specification

●Meets Blue Angel

Operating conditions

Parameter	Limits
Input voltage range	90 to 264Vac
Input Frequency Range	50/60 Hz
Output voltages	V1= 5V; V2=12V
Output current	I=0.84A
Output power	10W
Efficiency	75% typical
Line regulation	+/- 0% for 5V output
Load regulation	+/- 0.3% for 5V output
Output ripple voltage	20mVpp
EMI	EN55022 Class B

July 2006

Rev 4

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www.st.com

Contents	AN1736

Contents

1	PCB lay-out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		. 5
2	Line regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		. 6
3	Load regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		7
4	Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		8
5	Line frequency ripple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		9
6	Switching frequency ripple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		10
7	Transient load response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		11
8	EMI results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		12
9	Blue Angel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		13
	9.1	Stand-by input power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	13
10	Transformer specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		14
11	Output current and voltage capability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		15
12	Thermal considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		16
13	Component list . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		17
14	Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		19

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AN1736	List of figures

List of figures

Figure 1. Board lay-out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Figure 2. Board top legend (not in scale). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Figure 3. Board bottom foil (not in scale) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Figure 4. Line regulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Figure 5. Load regulation for 5V output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Figure 6. Load regulation for 12V output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Figure 7. Efficiency vs. input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Figure 8. Efficiency vs. Pout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Figure 9. Line ripple for 5V output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Figure 10. Line ripple for 12V output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Figure 11. Switching ripple for 5V output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Figure 12. Switching ripple for 12V output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Figure 13. Transient load response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Figure 14. EMI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Figure 15. Mechanical drawings of the transformer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Figure 16. Schematic diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

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List of tables	AN1736

List of tables

Table 1. Input power in no load condition at different input voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Table 2. Change in output voltage and current. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Table 3. Bill of material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Table 4. Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

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AN1736	PCB lay-out

1 PCB lay-out

Figure 1. Board lay-out

Figure 2. Board top legend (not in scale)

Figure 3. Board bottom foil (not in scale)

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Line regulation	AN1736

2 Line regulation

Figure 4. shows the line regulation of both the +5V and the +12V output. The output voltages are measured for the input voltage range of 85 to 264VAC at the maximum output power of 10W. The +5V output shows a 0% line regulation while the +12V output has a line regulation of 0.25%.

Figure 4. Line regulation

	14
(Vdc)	12
	10
Voltage						12V
	8					5V
Output	6
	4
	2
	50	100	150	200	250	300
			Input Voltage (Vac)

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