Šiame įraše mes išsamiai aptariame 2 paprastas 12 V 2 amperų SMPS grandines, naudodami IC UC2842. Mes tiriame 2 amperų grįžtamąjį dizainą, vertindami įvairias formules, kuriose pateikiama tiksli transformatoriaus apvijos pasirinkimo informacija ir dalių specifikacijos.

Dizainas Nr. 1: įvadas

Pirmasis dizainas pagrįstas universaliu IC „VIPer53-E“.

„VIPer53-E“ yra sukurtas su patobulintu srovės režimo PWM valdikliu, turinčiu aukštos įtampos „MDMesh ™ Power MOSFET“ paketą. „VIPer53-E“ galima rasti keliuose skirtinguose paketuose - DIP8 ir „PowerSO-10“. Lyginamoji plokštė, be abejo, yra neprisijungęs plataus diapazono maitinimo šaltinis, į kurį įeina „VIPer53-E“, sukurtas antriniam reguliavimui valdant PWM valdiklį per opto- jungtis. Perjungimo dažnis yra 100 kHz, o bendra išėjimo galia yra 24 W.

Žemiau pateikiami keli pagrindiniai IC bruožai:

• SMPS pagrįstas bendrosios paskirties maitinimas
• Dabartinio režimo valdymas kartu su kintamu ribojimo įrenginiu
• Veiksmingumas maždaug geras 75%
• Išvestis apsaugoma apsaugant nuo trumpojo jungimo ir perkrovos
• Per aukšta temperatūra taip pat kontroliuojama naudojant įmontuotą šiluminio išjungimo apsaugą
• Atitinka EN55022 B klasės EMI specifikaciją ir „Blue Angel“ standartus.

Siūlomos 12 V 2 stiprintuvo grandinės, naudojančios VIPer53-E, schemą galima pamatyti šiame paveikslėlyje:

„VIPer53-E“ 12 V 2 stiprintuvo 24 vatų SMPS grandinė

ATSISIŲSTI PILNĄ PCB IR DALIŲ SĄRAŠĄ

Pagrindines veikimo sąlygas galima ištirti naudojant šį vaizdą:

Informacija apie transformatorių:

Ferito šerdies transformatoriaus apvijos detalės, susijusios su pirmiau minėta SMPS grandine, galėtų būti analizuojamos pagal duomenis, pateiktus šiame paveikslėlyje:

Galite sužinoti daugiau informacijos apie VIPer53-E šiame straipsnyje

Dizainas Nr. 2: įvadas

Kitas dizainas yra pagrįstas IC UC2842 iš „Texas Instruments“ , kuris taip pat gali būti naudojamas aukštos kokybės kietojo kūno, labai patikimos 12 V įtampos SMPS grandinės sukūrimui, kurio srovės išėjimas yra nuo 2 iki 4 amperų.

Visa šios konstrukcijos schema gali būti seniausia šiame paveiksle:

Pabandykime suprasti kelių pagrindinių komponentų, naudojamų šioje 12 V 2 amp SMPS grandinėje, funkcijas ir svarbą:

„Cin“ įvesties tūrinis kondensatorius ir mažiausia tūrinė įtampa:

Parodytas tūrinis kondensatorius Cin gali būti sujungtas naudojant vieną ar kelis kondensatorius lygiagrečiai, galbūt naudojant skersinį induktorių, kad būtų pašalintas triukšmas, atsirandantis dėl diferencinio režimo laidumo. Šio kondensatoriaus vertė lemia mažiausios tūrinės įtampos lygį.

Jei mažiausia Cin vertė naudojama mažiausiai tūrinei įtampai sumažinti, padidėjusi pirminė smailės srovė gali perkrauti komutacinius tinklus ir transformatorių.

“„Linux“ operacinės sistemos komponentai ”

Priešingai, išlaikius didesnę vertę, „mosfet“ ir „trafo“ gali būti didesnė piko srovė, kas taip pat nėra priimtina, todėl reikėtų pasirinkti pagrįstą vertę, kaip nurodyta diagramoje.
Tai gali būti padaryta naudojant šią formulę:

Čia Vin (min) nurodo mažiausios kintamosios srovės įėjimo įtampos, esančios maždaug 85 V RMS, RMS vertę.

fLINE (min) žymi pirmiau nurodytos RMS vertės dažnį, kuris gali būti laikomas 47Hz.

Remiantis aukščiau pateikta lygtimi, norint pasiekti mažiausiai 75 V tūrinės įtampos vertę, esant 85% efektyvumui, Cin vertė turės būti maždaug 126uF, o mūsų prototipe 180uF buvo gerai.

„Tansformer“ posūkio santykio apskaičiavimas:

Norėdami pradėti nuo transformatoriaus posūkio skaičiavimo, reikia išsiaiškinti palankiausią perjungimo dažnį.

Nors nurodoma, kad IC UC2842 sukuria maksimalų 500 kHz dažnį, atsižvelgiant į visus galimus ir su efektyvumu susijusius parametrus, buvo nuspręsta pasirinkti ir nustatyti prietaisą maždaug 110 kHz dažniu.

Tai leido dizainą tinkamai subalansuoti atsižvelgiant į transformatoriaus dydį, EMI filtro matmenį ir vis tiek išlaikyti leistinus nuostolius.

Terminas „Nps“ reiškia transformatoriaus pirminį elementą ir tai gali būti nustatyta atsižvelgiant į naudojamo tvarkyklės „mosfet“ reitingą ir antrinio lygintuvo diodo specifikacijų reitingą.

Norint gauti optimalų „mosfet“ reitingą, pirmiausia reikia apskaičiuoti didžiausią tūrinę įtampą, atsižvelgiant į didžiausią RMS įtampos vertę, kuri mūsų atveju yra 265 V įėjimo kintama įtampa. Todėl turime:

Siekiant paprastumo ir ekonomiškumo, šiam 12 V 2 amperų smps grandinės prototipui buvo pasirinktas 650 V reitingo „mosfet“ IRFB9N65A.

Jei manysime, kad didžiausias įtampos įtampa mosfet kanalizacijoje yra maždaug 80% jo specifikacijų, o atsižvelgiant į 30% kaip leistiną įtampos šuolį iš didžiausio tūrinio įėjimo tiekimo, galima manyti, kad atspindėta išėjimo įtampa bus mažesnė nei 130 V, nes išreikšta šia lygtimi:

Todėl 12 V išėjimui didžiausias pirminio / antrinio transformatoriaus posūkio santykis arba NPS gali būti apskaičiuojamas taip, kaip nurodyta šioje lygtyje:

Mūsų konstrukcijoje buvo įtrauktas posūkio santykis Nps = 10.

Ši apvija turi būti apskaičiuota taip, kad ji sugeba sukurti įtampą, kuri gali būti šiek tiek didesnė už minimalią Vcc specifikaciją, kad IC galėtų veikti optimaliomis sąlygomis ir stabilumas būtų palaikomas visoje grandinėje.

Pagalbinę apviją Npa galima apskaičiuoti taip, kaip parodyta šioje formulėje:

Transformatoriaus pagalbinė apvija naudojama įtempimui ir pagrindinio maitinimo tiekimui į IC.

“bendro režimo įtampa op stiprintuvas ”

Dabar išvesties diodui įtampos įtampa gali būti lygi išėjimo įtampai ir atspindėtam įvesties šaltiniui, kaip nurodyta toliau:

Norint atsikratyti įtampos šuolių dėl „skambėjimo“ reiškinio, buvo manoma, kad Schottky diodas, kurio blokavimo įtampa yra 60 V ar didesnė, buvo reikalingas ir naudojamas šiame projekte.

Taip pat, kad būtų išvengta aukštos įtampos srovės šuolio faktoriaus, tai suprojektuotas „flyback“ keitiklis dirbti su nepertraukiamo laidumo režimu (CCM).

Skaičiuojant maksimalų darbo ciklą:

Kaip aptarta ankstesnėje pastraipoje, kai apskaičiuojame transformatoriaus NPS, reikalingą maksimalų darbo ciklą Dmax galima apskaičiuoti per perdavimo funkciją, paskirstytą CCM keitikliams, išsamią informaciją galite pamatyti toliau:

Transformatoriaus induktyvumas ir didžiausia srovė

Aptariamoje 12 V 2 amperų smps grandinėje transformatoriaus įmagnetinimo induktyvumas Lp buvo nustatytas pagal CCM parametrus. Šiame pavyzdyje induktyvumas buvo pasirinktas taip, kad keitiklis galėtų patekti į CCM darbo zoną su maždaug 10% apkrova ir naudodamas minimalią tūrinę įtampą, kad išvesties bangavimas būtų mažiausias.