Tässä viestissä keskustelemme kattavasti 2 yksinkertaisesta 12 V 2 ampeerin SMPS-piiristä IC UC2842: n avulla. Tutkimme 2 ampeerin takaisinkytkentärakennetta arvioimalla erilaisia kaavoja, jotka tarjoavat tarkat valintatiedot muuntajan käämitykselle ja osamäärityksille.

Suunnittelu # 1: Johdanto

Ensimmäinen malli perustuu monipuoliseen IC VIPer53-E: hen.

VIPer53-E on rakennettu parannetulla virtamoodilla PWM-ohjaimella, jossa on korkea jännite MDMesh ™ Power MOSFET samassa paketissa. VIPer53-E löytyy muutamasta erillisestä paketista, DIP8 ja PowerSO-10. Vertailukortti on epäilemättä offline-laajakaistalähde, joka sisältää VIPer53-E: n, joka on suunniteltu toissijaiseen säätelyyn käyttämällä PWM-ohjainta opto- liitin. Kytkentätaajuus on 100 kHz ja kokonaislähtöteho 24 W.

Seuraavassa on muutamia IC: n pääominaisuuksia:

• SMPS-pohjainen yleiskäyttöinen virtalähde
• Nykyisen tilan hallinta yhdessä muuttuvan rajoituksen kanssa
• Tehokkuus noin hyvä 75%
• Lähtö turvataan oikosulku- ja ylikuormitussuojalla
• Ylilämpötilaa hallitaan myös sisäänrakennetun lämpösammutussuojan avulla
• Täyttää EN55022 luokan B EMI-määritykset ja Blue Angel -standardit.

VIPer53-E: tä käyttävän ehdotetun 12 V 2 ampeerin piirin piirikaavio voitiin nähdä alla olevasta kuvasta:

VIPer53-E 12 V 2 ampeerin 24 watin SMPS-piiri

LATAA TÄYDELLINEN PCB- JA OSALUETTELO

Tärkeimmät käyttöolosuhteet voidaan tutkia seuraavan kuvan avulla:

Muuntajan tiedot:

Edellä olevan SMPS-piirin ferriittisydämuuntajakäämityksen yksityiskohdat voitaisiin analysoida seuraavassa kuvassa esitettyjen tietojen mukaisesti:

Lisätietoja VIPer53-E: stä voidaan tutkia tässä artikkelissa

Suunnittelu # 2: Johdanto

Seuraava muotoilu perustuu IC UC2842 Texas Instrumentsilta , jota voidaan käyttää myös korkealaatuisen, kiinteän tilan, erittäin luotettavan SMPS-piirin rakentamiseen 12 V: n virralla ja virtalähdöllä @ 2 - 4 ampeeria.

Tämän mallin täydellinen kytkentäkaavio voi olla sen seuraavassa kuvassa:

Yritetään ymmärtää muutaman pääkomponentin toiminnot ja kriittisyydet, joita käytetään tässä 12 V 2 ampeerin SMPS-piirissä:

Cin-tulo Irtokondensaattori ja pienin irtojännite:

Esitetty irtokondensaattori Cin voidaan liittää käyttämällä yhtä tai muutamaa kondensaattoria rinnakkain, mahdollisesti käyttämällä niiden poikki olevaa induktoria eromoodisen johtamisen aiheuttaman melun eliminoimiseksi. Tämän kondensaattorin arvo päättää pienimmän irtojännitteen tason.

Jos pienempää Cin-arvoa käytetään pienimmän irtojännitteen alentamiseen, se voi johtaa nousevaan ensiöhuippuvirtaan ylikuormittamaan kytkentälaitteita ja muuntajaa.

“luettele neljä valokytkimen tyyppiä ”

Päinvastoin arvon pitäminen suurempana saattaa johtaa suurempaan huippuvirtaan mosfetissä ja trafossa, mikä ei myöskään ole hyväksyttävää, joten tulisi valita kaaviossa esitetty kohtuullinen arvo.
Se voidaan tehdä käyttämällä seuraavaa kaavaa:

Tässä Vin (min) ilmaisee vaihtovirran minimijännitteen RMS-arvon, joka on noin 85 V RMS.

fLINE (min) tarkoittaa yllä olevan RMS-arvon taajuutta, jonka voidaan olettaa olevan 47 Hz.

Viitaten yllä olevaan yhtälöön, jotta saavutettaisiin vähintään 75 V: n irtojännitearvo, 85%: n hyötysuhteella, Cin-arvon on oltava noin 126uF, prototyyppissämme 180uF: n todettiin olevan hienoa.

Tansformerin kääntösuhteiden laskeminen:

Muuntajan kierroslaskennan aloittamiseksi on selvitettävä suotuisin kytkentätaajuus.

Vaikka IC UC2842 on määritetty tuottamaan 500 kHz: n maksimitaajuus, ottaen huomioon kaikki mahdolliset ja tehokkuuteen liittyvät parametrit, päätettiin valita ja asettaa laite noin 110 kHz: n taajuudelle.

Tämä mahdollisti suunnittelun kohtuullisen tasapainon muuntajan koon, EMI-suodattimen ulottuvuuden suhteen ja pitää toiminnot silti siedettävissä häviöissä.

Termi Nps viittaa muuntajan ensiöosaan ja tämä voidaan määrittää riippuen käytetyn kuljettajan mosfetin luokituksesta sekä toissijaisen tasasuuntaajadiodin spesifikaatioista.

Optimaalisen mosfet-luokituksen saavuttamiseksi meidän on ensin laskettava huippu-jännite suhteessa RMS-jännitteen maksimiarvoon, joka on tapauksessamme 265 V: n tulo AC. Siksi meillä on:

Yksinkertaisuuden ja kustannustehokkuuden vuoksi tälle 12 V 2 ampeerin smps-piirin prototyypille valittiin 650 V: n mitoitettu mosfet IRFB9N65A.

Jos katsomme mosfetin tyhjennyksen maksimijännitysjännitteen olevan noin 80% sen spesifikaatioista ja ottamalla 30% suurimmaksi sallituksi jännitepiikiksi suurimmasta irtotulonsyötöstä, tuloksena olevan heijastuneen lähtöjännitteen voidaan odottaa olevan alle 130 V kuin ilmaistuna seuraavalla yhtälöllä:

Siksi 12 V: n ulostulolle ensiö / sekundäärisen muuntajan suurin suhde tai NPS voidaan laskea seuraavan yhtälön mukaisesti:

Suunnittelussamme on otettu huomioon kääntösuhde Nps = 10.

Tämä käämi on laskettava siten, että se pystyy tuottamaan jännitteen, joka voi olla hieman korkeampi kuin IC: n vähimmäis-Vcc-spesifikaatio, niin että IC pystyy toimimaan optimaalisissa olosuhteissa ja vakaus säilyy koko piirissä.

Apukäämitys Npa voidaan laskea seuraavan kaavan mukaisesti:

Muuntajan apukäämiä käytetään esijännittämiseen ja käyttöjännitteen tarjoamiseen IC: lle.

“mikä on moottorin staattori ”

Lähtödiodin jännitejännite voi olla sama kuin lähtöjännite ja heijastunut tulonsyöttö, kuten alla on esitetty:

'Soittoäänen' aiheuttamien jännitepiikkien torjumiseksi tuntui tarpeelliselta käyttää Schottky-diodia, jonka estojännite oli 60 V tai suurempi.

Myös pitämään poissa suurjännitevirtapiikkikertoimesta, tämä flyback-muunnin on suunniteltu työskennellä jatkuvan johtamistilan (CCM) kanssa.

Suurimman käyttöjakson laskeminen:

Kuten edellisessä kappaleessa todettiin, kun laskemme muuntajan NPS: n, vaadittu enimmäiskäyttösykli Dmax voidaan laskea CCM-pohjaisiin muuntimiin varatun siirtofunktion avulla, yksityiskohdat voidaan todeta alla:

Muuntajan induktanssi ja huippuvirta

Tarkastellussa 12 V 2 ampeerin smps-piirissä muuntajan magnetisoiva induktanssi Lp määritettiin CCM-parametrien mukaisesti. Tässä esimerkissä induktanssi valittiin siten, että muunnin kykenee pääsemään CCM-työalueelle noin 10%: n kuormituksella ja käyttämällä pienintä irtojännitettä pitämään ulostulon aaltoilu pienimmällä.