Selles postituses käsitleme põhjalikult 2 lihtsat 12 V 2 ampriga SMPS-vooluringi IC UC2842 abil. Uurime erinevaid valemeid hinnates 2-amprist tagasilöögikonstruktsiooni, mis sisaldab trafo mähise täpseid valiku üksikasju ja osade spetsifikatsioone.

Kujundus nr 1: sissejuhatus

Esimene disain põhineb mitmekülgsel IC VIPer53-E-l.

VIPer53-E on ehitatud täiustatud voolurežiimiga PWM-kontrolleriga, millel on samas pakendis kõrgepinge MDMesh ™ Power MOSFET. VIPer53-E leiate paarist erinevast paketist - DIP8 ja PowerSO-10. Etalonplaat on kahtlemata võrguühenduseta laiaulatuslik toiteallikas, mis sisaldab sekundaarseks reguleerimiseks mõeldud VIPer53-E-d, töötades PWM-kontrollerit opto- sidur. Lülitussagedus on 100 kHz ja üldine väljundvõimsus 24 W.

Allpool on toodud mõned IC põhijooned:

• SMPS-põhine üldotstarbeline toiteallikas
• Praeguse režiimi juhtimine koos muutuva piiramise võimalusega
• Efektiivsus umbes hea 75%
• Väljund on kaitstud lühise ja ülekoormuse kaitsega
• Ületemperatuuri reguleeritakse ka sisseehitatud termilise väljalülituskaitse abil
• Vastab EN55022 B-klassi EMI spetsifikatsioonidele ja Blue Angel standarditele.

VIPer53-E abil pakutava 12V 2 amprise vooluahela skeemi saab näha alloleval pildil:

LAADI TÄIELIK PCB JA OSADE NIMEKIRI

Peamisi töötingimusi saab uurida järgmise pildi kaudu:

Trafo detailid:

Ülaltoodud SMPS-ahela ferriitsüdamiku trafo mähise üksikasju saab analüüsida järgmises joonisel esitatud andmete kohaselt:

Lisateavet VIPer53-E kohta saab uurida selles artiklis

Kujundus nr 2: sissejuhatus

Järgmine disain põhineb IC UC2842 firmalt Texas Instruments , mida saab kasutada ka kõrgekvaliteedilise tahke oleku, väga usaldusväärse SMPS-vooluahela ehitamiseks 12 V juures ja väljundvooluga @ 2 kuni 4 amprit.

Selle disaini täieliku skeemi võib olla järgmine joonisel:

Proovime mõista selle 12 V 2 amprise SMPS-ahela kasutatavate peamiste komponentide funktsioone ja kriitilisust:

Cini sisendi mahtkondensaator ja minimaalne mahtpinge:

Näidatud mahtkondensaatorit Cin võib ühendada paralleelselt ühe või mõne kondensaatori abil, kasutades selleks võimalusel induktorit, et kõrvaldada diferentsiaalse juhtivuse tõttu tekkiv müra. Selle kondensaatori väärtus määrab minimaalse puistepinge taseme.

Kui minimaalse puistepinge vähendamiseks kasutatakse madalamat väärtust Cin, võib see tõsta primaarse tippvoolu ülekoormamist lülitusseadmeid ja ka trafot.

“16 1 mux tõde tabel ”

Vastupidi, kui väärtust suurem hoida, võib mosfeti ja trafo tippvoolu suureneda, mis pole samuti vastuvõetav, seetõttu tuleks valida diagrammil näidatud mõistlik väärtus.
Seda saab teha järgmise valemi abil:

Siin näitab Vin (min) minimaalse vahelduvvoolu sisendpinge RMS väärtust, mis on umbes 85 V RMS.

fLINE (min) tähistab ülaltoodud RMS-väärtuse sagedust, mille võib eeldada olevat 47 Hz.

Viidates ülaltoodud võrrandile, peab minimaalse 75 V puistepinge väärtuse saavutamiseks 85% -lise efektiivsusega Cin väärtus olema umbes 126uF, meie prototüübis leiti, et 180uF on väga hea.

Tansformeri pöörete suhte arvutamine:

Trafo pöörde arvutamise alustamiseks tuleb välja selgitada kõige soodsam lülitussagedus.

Ehkki IC UC2842 on määratletud maksimaalse sageduse 500kHz tootmiseks, otsustati kõiki teostatavaid ja efektiivsusega seotud parameetreid arvestades valida ja seadistada seade umbes 110kHz-le.

See võimaldas disainilahendusel trafo suuruse, EMI-filtri mõõtmete osas olla suhteliselt hästi tasakaalustatud ja hoida toimingud siiski vastuvõetavate kadude piires.

Termin Nps viitab trafo primaarile ja selle võib määrata sõltuvalt kasutatava draiveri mosfeti nimiväärtusest koos teisese alaldi dioodi spetsifikatsioonidega.

Optimaalse mosfeti hinnangu saamiseks peame kõigepealt arvutama maksimaalse puistepinge, tuginedes maksimaalsele RMS-pinge väärtusele, mis on meie puhul 265 V sisend AC. Seetõttu on meil:

Lihtsuse ja kulutõhususe huvides valiti selle 12 V 2 amprise smps-ahela prototüübi jaoks 650 V reitinguga mosfet IRFB9N65A.

Kui arvestame, et mosfeti äravoolu maksimaalne pingepinge on umbes 80% selle spetsifikatsioonidest ja kui maksimaalse lahtise sisendvarustuse lubatud pinge hüppena võetakse 30%, siis võib eeldatavasti peegeldunud väljundpinge olla madalam kui 130 V väljendatud järgmise võrrandiga:

Seetõttu võib 12 V väljundi korral arvutada maksimaalse primaar- / sekundaartrafo pöörete suhte või NPS vastavalt järgmisele võrrandile:

Meie kujunduses on kasutatud pöörete suhet Nps = 10.

See mähis peab olema arvutatud nii, et see suudaks toota pinge, mis võib olla pisut kõrgem kui IC minimaalne Vcc spetsifikatsioon, nii et IC suudab töötada optimaalsetes tingimustes ja stabiilsus säilib kogu vooluahelas.

Abimähise Npa saab arvutada järgmise valemi järgi:

Trafo abimähist kasutatakse IC-i töösuunamiseks ja töövarustuse pakkumiseks.

“milleks kasutatakse reostaate ”

Nüüd võib väljunddioodi pingepinge olla ekvivalentne väljundpinge ja peegelduva sisendvarustusega, nagu on esitatud allpool:

Helinast tuleneva pinge suurenemise vastu võitlemiseks peeti vajalikuks Schottky dioodi, mille blokeerimispinge oli 60 V või kõrgem.

Ka selleks, et hoida kõrgepinge voolutugevuse tegurit eemal, see flyback-muundur on loodud töötamiseks pideva juhtivuse režiimiga (CCM).

Maksimaalse töötsükli arvutamine:

Nagu ülalnimetatud lõigus arutati, saab pärast trafo NPS arvutamist vajaliku maksimaalse töötsükli Dmax arvutada CCM-põhiste muundurite jaoks eraldatud ülekandefunktsiooni kaudu, üksikasju saab näha allpool:

Trafo induktiivsus ja tippvool

Meie arutatud 12V 2 amp smps vooluahelas määrati trafo magnetiseeriv induktiivsus Lp vastavalt CCM parameetritele. Selles näites valiti induktiivsus nii, et muundur oleks võimeline jõudma CCM-i töötsooni umbes 10% -lise koormusega ja kasutades minimaalset puistepinget, et hoida väljundi pulsatsioon madalamal.