ST ISA012V1 User Manual

STEVAL-ISA012V1

3 phase power supply with VIPer and Power MOSFETs

Features

Minimum AC input voltage = 90 VAC

Maximum AC input voltage = 450 VAC

Time of hold up capability > 50 ms

Mean input power < 6 W (in compliance with IEC62053-21)

Input connections allowed:

1-phase with neutral

2-phase without neutral

3-phase with neutral

VOUT1 = 5 V, IOUT1 = 10 mA

VOUT2 = 3.3 V, IOUT2 = 100 mA

Maximum precision error = 3%

Maximum ripple voltage = 50 mV

Line regulation = +/- 1%

Load regulation = +/- 1%

Output power (peak) = 550 mW

Data Brief

STEVAL-ISA012V1

Typical end applications for this solution can be found in the industrial market in the range below 5 W, such as three-phase and single-phase power meters, industrial bias power supplies and auxiliary SMPS for high voltage street lighting, where the input voltage can range from 90 VAC to 450 VAC and 1000 V Power MOSFETs are currently used.

Description

This reference design represents a cost effective solution for low power high voltage power supplies. It has been developed to cover applications requiring an ultra-wide input voltage range (between 90 and 450 VAC), typical of threephase applications. This requires the use of very high voltage components, which increases cost, size, weight and the overall complexity of the power supply. The circuit includes a switching transistor connected between the input rectifier and the DC bulk capacitor (STMicroelectronics patent). The series switch limits the DC input voltage of the power converter by means of a driving circuit; thus the SMPS primary transistor can be selected as a standard part as well as a smart power primary IC.

November 2007

Rev 1

1/4

For further information contact your local STMicroelectronics sales office.

www.st.com

ST ISA012V1 User Manual

2/4

 

RF1

 

 

 

 

 

L1

NTC1

Q1

 

 

 

 

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P1

22E 0.75W

 

 

 

 

 

1mH

50E

STD3NK50Z

 

 

 

2.2nF/2kV (Y1)

 

 

 

 

 

 

 

 

RV1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

D1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D6

 

L2

 

 

 

 

 

 

SO5K275/275V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5V@10mA

VDD

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

1

 

 

 

 

T1

 

TMBAT49

10uH 100mA SMD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D5

 

 

 

 

 

 

 

 

RV2

4

-

 

+

3

C2

330K SMD

 

 

 

1

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ZMM 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SO5K275/275V

 

 

 

 

 

220nF

R2

 

 

SOD-80

 

 

 

 

 

C5

+

C6

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

630V

 

 

C4

 

 

2

6

330uF 25V

 

22uF 25V

 

 

 

 

 

RF2

 

 

 

 

 

SMD

330K SMD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P2

 

 

1

BRIDGE

 

 

 

2.2uF450V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22E 0.75W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3V

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P3

 

 

 

 

 

 

C3

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RF3

 

 

2

 

 

330K SMD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220nF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22E 0.75W

 

 

 

D2

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

U2

L4931ABD33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

630V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3V@100mA

 

 

 

 

 

 

 

 

SMD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

VOUT

1

 

 

 

RV3

4

-

 

+

3

 

D3

 

 

 

R4

 

 

 

 

 

 

VIN

 

 

 

 

SO5K275/275V

 

 

 

 

 

 

180V

 

 

 

 

5

 

 

 

 

GND

GND GND GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SMD

 

 

 

 

NC INH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10E

 

 

 

 

 

 

 

 

C7

+

 

RF4

 

 

 

 

 

 

D4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2uF 25V

 

N

22E 0.75W

 

 

1

BRIDGE

 

180V

 

 

 

 

D7

 

 

 

 

2 3 6 7

4 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LL4148

R5

R6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.7K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220E SMD

1K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SMD

SMD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R9

PC817

 

 

 

 

 

 

 

GND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C8

 

 

 

 

 

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.6K SMD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10uF 50V

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

5 6 7 8

 

 

 

C9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdd

D D D D

 

 

 

1U3

100nF

 

 

 

 

 

 

 

Note:

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

50V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FB

 

 

 

 

TS2431

SMD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIPer12AS

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

Layout Hints: Q1 mounted on 1cm x 0.8cm copper

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

area. C8&C10 have to be closed to the VIPer12AS.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R8

 

 

 

 

 

 

 

GND Pins for U2 have to be soldered to a unique

 

 

 

 

2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.7K SMD

 

 

 

 

 

 

copper area.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47nF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SMD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Schematic .1 Figure

1

schematic Board

schematic Board

ISA012V1-STEVAL

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