Šajā amatā mēs vispusīgi apspriežam 2 vienkāršas 12 V 2 amp SMPS shēmas, izmantojot IC UC2842. Mēs pētām 2 ampēriņu atgriezeniskās saites dizainu, novērtējot dažādas formulas, kas sniedz precīzu informāciju par transformatora tinumu un detaļu specifikācijām.

Dizains Nr. 1: Ievads

Pirmais dizains ir balstīts uz daudzpusīgo IC VIPer53-E.

VIPer53-E ir uzbūvēts ar uzlabotu pašreizējā režīma PWM kontrolieri, kuram pašā paketē ir augstsprieguma MDMesh ™ Power MOSFET. VIPer53-E var atrast pāris atšķirīgos iepakojumos, DIP8 un PowerSO-10. Etalona panelis neapšaubāmi ir bezsaistes plaša diapazona barošanas avots, kas ietver VIPer53-E, kas paredzēts sekundārai regulēšanai, darbinot PWM kontrolieri, izmantojot opto- savienotājs. Pārslēgšanās frekvence ir 100 kHz, un kopējā izejas jauda ir 24 W.

Zemāk ir norādītas dažas galvenās IC iezīmes:

• SMPS bāzes vispārējas nozīmes barošanas avots
• Pašreizējā režīma vadība kopā ar maināmu ierobežošanas iespēju
• Efektivitāte aptuveni labi 75%
• Izeja tiek aizsargāta ar īssavienojuma un pārslodzes aizsardzību
• Pārmērīgu temperatūru kontrolē arī iebūvētā termiskās izslēgšanās aizsardzība
• Atbilst EN55022 B klases EMI specifikācijai un Blue Angel standartiem.

Piedāvātās 12 V 2 ampēru shēmas shēma, izmantojot VIPer53-E, bija redzama zemāk parādītajā attēlā:

LEJUPIELĀDĒT PILNĪGO PCB UN DAĻU SARAKSTU

Galvenos darbības apstākļus var izpētīt, izmantojot šādu attēlu:

Informācija par transformatoru:

Ferīta serdeņa transformatora tinumu detaļas iepriekšminētajai SMPS ķēdei varētu analizēt saskaņā ar datiem, kas sniegti šajā attēlā:

Var uzzināt vairāk informācijas par VIPer53-E šajā rakstā

Dizains Nr. 2: Ievads

Nākamais dizains ir balstīts uz IC UC2842 no Texas Instruments , ko var izmantot arī augstas kvalitātes, cietvielu, ļoti uzticamas SMPS ķēdes veidošanai ar 12 V spriegumu un ar strāvas izeju no 2 amp līdz 4 ampēriem.

Pilnīgu šī dizaina shēmu var attēlot šajā attēlā:

Mēģināsim izprast dažu galveno komponentu funkcijas un kritiskumu, ko izmanto šajā 12 V 2 amp SMPS ķēdē:

Cin ieejas lielapjoma kondensators un minimālais spriegums:

Parādīto beztaras kondensatoru Cin var iestrādāt, paralēli izmantojot vienu vai dažus kondensatorus, iespējams, izmantojot induktoru pāri tiem, lai novērstu troksni, kas rodas diferenciālā režīma vadīšanas dēļ. Šī kondensatora vērtība nosaka minimālā tilpuma sprieguma līmeni.

Ja minimālās tilpuma sprieguma samazināšanai tiek izmantota zemāka vērtība Cin, tas var izraisīt paaugstinātu primārās maksimālās strāvas pārslodzi komutācijas tīklos un arī transformatorā.

“Vīnes tilta oscilators, izmantojot op-amp 741 ”

Gluži pretēji, saglabājot lielāku vērtību, mosfet un trafo maksimālā strāva varētu būt lielāka, kas arī nav pieņemams, tāpēc jāizvēlas saprātīga vērtība, kā norādīts diagrammā.
To var izdarīt, izmantojot šādu formulu:

Šeit Vin (min) norāda minimālā maiņstrāvas ieejas sprieguma RMS vērtību, kas ir aptuveni 85 V RMS.

fLINE (min) apzīmē iepriekšminētās RMS vērtības frekvenci, ko var uzskatīt par 47Hz.

Atsaucoties uz iepriekšējo vienādojumu, lai sasniegtu vismaz 75 V lielapjoma sprieguma vērtību ar 85% efektivitāti, Cin vērtībai būs jābūt aptuveni 126uF, mūsu prototipā 180uF tika atzīts par lieliski.

Tansformera pagrieziena attiecību aprēķināšana:

Lai sāktu ar transformatora pagrieziena aprēķinu, ir jānoskaidro vislabvēlīgākā komutācijas frekvence.

Lai gan IC UC2842 ir norādīts, lai radītu maksimālo frekvenci 500 kHz, ņemot vērā visus iespējamos un ar efektivitāti saistītos parametrus, tika nolemts izvēlēties un iestatīt ierīci aptuveni 110 kHz.

Tas ļāva konstrukcijai būt samērā labi līdzsvarotai attiecībā uz transformatora izmēru, EMI filtra izmēru un joprojām saglabājot pieļaujamos zaudējumus.

Termins Nps attiecas uz transformatora primāro, un to var noteikt atkarībā no izmantotā vadītāja draivera nominālā un sekundārā taisngrieža diode specifikāciju.

Lai iegūtu optimālu mosfet vērtējumu, mums vispirms jāaprēķina maksimālais kopējais spriegums, atsaucoties uz maksimālo RMS sprieguma vērtību, kas mūsu gadījumā ir 265 V ieejas maiņstrāva. Tāpēc mums ir:

Vienkāršības un izmaksu lietderības labad šim 12 V 2 amp smps ķēdes prototipam tika izvēlēts 650 V vērtēts mosfet IRFB9N65A.

Ja mēs uzskatām, ka mosfet kanalizācijas maksimālais sprieguma spriegums ir aptuveni 80% no tā specifikācijām, un, ņemot vērā 30% kā pieļaujamo sprieguma smaili no maksimālās lielapjoma padeves, var sagaidīt, ka iegūtais atstarotā izejas spriegums būs mazāks par 130 izteikts šādā vienādojumā:

Tāpēc 12 V izejai maksimālo primārā / sekundārā transformatora pagrieziena attiecību vai NPS var aprēķināt, kā norādīts šādā vienādojumā:

Mūsu projektā ir iekļauta pagrieziena attiecība Nps = 10.

Šis tinums jāaprēķina tā, lai tas spētu radīt spriegumu, kas var būt nedaudz lielāks par IC minimālo Vcc specifikāciju, lai IC varētu darboties optimālos apstākļos un visā ķēdē tiktu saglabāta stabilitāte.

Papildu tinumu Npa var aprēķināt, kā parādīts šādā formulā:

Transformatora palīgtinumu izmanto slāpēšanai un darbības nodrošināšanai ar IC.

“pilns tilts pret pus tiltu ”

Tagad izejas diodei sprieguma spriegums uz to var būt ekvivalents izejas spriegumam un atstarotajai ieejas padevei, kā norādīts zemāk:

Lai novērstu sprieguma svārstības “zvana” parādības dēļ, tika uzskatīts par nepieciešamu un šajā projektā izmantotu Šotka diode, kuras bloķēšanas spriegums ir 60 V vai lielāks.

Arī, lai nepieļautu augstsprieguma strāvas smailes koeficientu, tas flyback pārveidotājs ir paredzēts strādāt ar nepārtrauktas vadīšanas režīmu (CCM).

Maksimālā darba cikla aprēķināšana:

Kā tika apspriests iepriekšējā punktā, kad mēs aprēķinām transformatora NPS, nepieciešamo maksimālo darba ciklu Dmax var aprēķināt, izmantojot pārsūtīšanas funkciju, kas piešķirta CCM balstītiem pārveidotājiem, sīkāku informāciju var redzēt zemāk:

Transformatora induktivitāte un maksimālā strāva

Mūsu apspriestajā 12 V 2 amp smps ķēdē transformatora magnētiskā induktivitāte Lp tika noteikta atbilstoši CCM parametriem. Šajā piemērā induktivitāte tika izvēlēta tā, lai pārveidotājs varētu iekļūt CCM darba zonā ar aptuveni 10% slodzi un izmantojot minimālo tilpuma spriegumu, lai izejas pulsācija būtu viszemākā.