USB电源适配器的电路保护方案

从苹果手机的USB电源适配等为代表的小型化适配器越来越受人亲睐，越来越多的电路元器件的SMD小型化封装让以往常见的电源充电器能够做到更加的小巧玲珑，集美观与便携于一体。本文从内部电路重要的安规器件——保险丝的应用角度，说明AEM科技推出的创新型SMD 250VAC FUSE——MF2410系列 适应潮流，如何布局在这类小尺寸AC/DC电源适配器上的交流应用，并如何做到我们倡导的“该断时及时断，不该断是不能断，时时保障安全!”的要求呢。

作为一款UMF通用模块型保险丝，必须让工程师在设计初考虑满足下述要求。

一、结构上最大限度满足小尺寸电源适配器对器件的小体积要求

以USB power Adapter为例，在这个层面上，结构限制了内部元件的体积，例如硬币大小的PCB面积也让SMD元件成了工程师的首选。

图1 整体设计的PCB面积均如硬币大小，可以让外观做到迷你型。

作为安规元件的保险丝，MF2410通用模块保险丝满足了上面的小体积和SMD工艺的需求。相对于传统保险丝的尺寸，MF的体积小优势十分明显。

我们来看看市面上常用的几种保险丝尺寸大小比例：

表1 常见保险丝尺寸比较

图2 可以看出MF 通用模块保险丝最大限度满足对体积的要求。

二、适合回流焊与波峰焊的SMT工艺

从生产工艺上讲，AEM 的MF保险丝材料与结构独具特点，这种SMT生产工艺不单省却了不少人工与辅材成本，根据我们对采用SMD fuse的客户原因调查，插件的引脚弯折加工导致fuse本体坏也是其中一种原因。

其次，由于电源电路插件的元件必不可少，因此生产工厂有采用波峰焊焊接的方式，保险丝需要承受波峰焊锡高温，与业界其它SMD陶瓷保险丝相比，AEM 的UMF通用模块式保险丝以环氧树脂为基体，电镀通孔的连接方式使熔丝与端头形成可靠的电连接和机械连接，不存在端头焊接受热脱帽现象，耐高温的能力突出。

图3 满足波峰焊、回流焊或手工焊的焊接工艺

USB电源适配器电路属于AC/DC电源线路，典型的开关电源组成如下：

开关电源电路组成框图

开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器(EMI)、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等.

1、常见输入电路对保险丝的雷击测试考量：

1.1、AC 输入防雷电路工作原理：

雷击测试时，由 MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1 组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3 会烧毁保护后级电路。当然在实际客户应用中，基于成本考虑，大部分厂家对F2、F3只在严酷的环境中使用。典型电路单元如下：

1.2我们来计算差模雷击对保险丝的要求：

>>电路若有阻抗(如MLV)，Peak值估计大约为理论值的60~70%;例如，典型的雷击电流波形和参数如下：

根据IEC最新标准要求四个相位角度测试至少10次，计算：