Bu yazıda, IC UC2842'yi kullanarak 2 basit 12V 2 amp SMPS devresini kapsamlı bir şekilde tartışıyoruz. Transformatör sargısı ve parça özellikleri için kesin seçim ayrıntılarını sağlayan çeşitli formülleri değerlendirerek 2 amperlik geri dönüş tasarımını inceliyoruz.

Tasarım # 1: Giriş

İlk tasarım, çok yönlü IC VIPer53-E'ye dayanmaktadır.

VIPer53-E, aynı pakette yüksek voltajlı bir MDMesh ™ Power MOSFET'e sahip gelişmiş bir akım modlu PWM denetleyiciyle üretilmiştir. VIPer53-E, DIP8 ve PowerSO-10 olmak üzere birkaç farklı pakette bulunabilir. Kıyaslama panosu, şüphesiz, bir opto- aracılığıyla PWM denetleyicisini çalıştırarak ikincil düzenleme için tasarlanmış VIPer53-E'yi içeren çevrimdışı geniş bir güç kaynağıdır. bağlayıcı. Anahtarlama frekansı 100 kHz ve toplam çıkış gücü 24 W'tır.

Aşağıda, IC'nin temel özelliklerinden birkaçı verilmiştir:

• SMPS tabanlı genel amaçlı güç kaynağı
• Değişken sınırlama özelliği ile birlikte mevcut mod kontrolü
•% 75 civarında verimlilik
• Çıkış, kısa devre ve aşırı yük koruması ile korunur
• Aşırı sıcaklık ayrıca dahili bir Termal kapatma koruması ile kontrol edilir
• EN55022 Sınıf B EMI spesifikasyonu ve Blue Angel standartlarına uygundur.

VIPer53-E kullanılarak önerilen 12V 2 amper devresinin devre şeması aşağıdaki resimde görülebilir:

VIPer53-E 12V 2 amper 24 watt SMPS devresi

TAM PCB VE PARÇA LİSTESİNİ İNDİRİN

Ana Çalışma Koşulları aşağıdaki görüntü aracılığıyla incelenebilir:

Trafo Detayları:

Yukarıdaki SMPS devresi için ferrit çekirdekli transformatör sargı detayları, aşağıdaki şekilde verilen verilere göre analiz edilebilir:

VIPer53-E hakkında daha fazla bilgi incelenebilir Bu makalede

Tasarım # 2: Giriş

Bir sonraki tasarım, Texas Instruments'dan IC UC2842 , aynı zamanda yüksek dereceli, katı hal, 12V'de derecelendirilmiş çok güvenilir bir SMPS devresi oluşturmak için ve 2 amper ile 4 amper arasında bir akım çıkışı ile kullanılabilir.

Bu tasarımın tam devre şeması aşağıdaki şekilde gösterilebilir:

Bu 12V 2 amper SMPS devresinde kullanılan birkaç ana bileşenin işlevlerini ve kritik yönlerini anlamaya çalışalım:

Cin Giriş Toplu kapasitör ve minimum yığın voltajı:

Gösterilen toplu kapasitör Cin, muhtemelen diferansiyel mod iletimi nedeniyle oluşan gürültüyü ortadan kaldırmak için bunların karşısında bir indüktör kullanılarak paralel olarak bir veya birkaç kapasitör kullanılarak birleştirilebilir. Bu kapasitörün değeri, minimum yığın voltajı düzeyine karar verir.

Minimum yığın gerilimini azaltmak için daha düşük bir Cin değeri kullanılırsa, anahtarlama camlarını ve ayrıca transformatörü aşırı yükleyen birincil tepe akımının yükselmesine neden olabilir.

“dalga boyu ve ışığın frekansı arasındaki ilişki ”

Aksine, değeri daha büyük tutmak, mosfet ve trafikte daha yüksek tepe akımına neden olabilir ki bu da kabul edilemez, bu nedenle diyagramda belirtildiği gibi makul bir değer seçilmelidir.
Aşağıdaki formül kullanılarak yapılabilir:

Burada Vin (min), 85 V RMS civarında olan minimum AC giriş voltajının RMS değerini gösterir.

fLINE (min), 47Hz olduğu varsayılabilen yukarıdaki RMS değerinin frekansını belirtir.

Yukarıdaki denkleme referansla,% 85 verimlilikte minimum 75V yığın voltaj değeri elde etmek için Cin değerinin 126uF civarında olması gerekecek, prototipimiz 180uF'de gayet iyi bulundu.

Tansformer dönüş oranlarının hesaplanması:

Transformatör dönüşü hesaplamasına başlamak için, en uygun anahtarlama frekansının bulunması gerekir.

IC UC2842, maksimum 500 kHz frekans üretecek şekilde belirtilmiş olsa da, tüm uygulanabilir ve verimlilikle ilgili parametreler göz önünde bulundurularak, cihazı 110 kHz civarında seçmeye ve ayarlamaya karar verildi.

Bu, tasarımın trafo boyutu, EMI filtre boyutu açısından makul derecede dengeli olmasına ve yine de işlemleri tolere edilebilir kayıplar dahilinde tutmasına izin verdi.

Nps terimi, transformatörün birincilini ifade eder ve bu, ikincil redresör diyot spesifikasyonlarının derecelendirilmesiyle birlikte kullanılan sürücü mosfetinin derecelendirmesine bağlı olarak belirlenebilir.

Optimal bir mosfet derecesi için, ilk olarak bizim durumumuzda 265V giriş AC olan maksimum RMS voltaj değerine göre pik yığın voltajını hesaplamamız gerekir. Bu nedenle bizde:

Basitlik ve maliyet etkinliği açısından, bu 12V 2 amper smps devre prototipi için 650V dereceli bir mosfet IRFB9N65A seçildi.

Mosfet tahliyesi üzerindeki maksimum voltaj geriliminin, spesifikasyonlarının yaklaşık% 80'i olduğunu ve maksimum toplu giriş kaynağından izin verilen voltaj artışı olarak% 30'u alırsak, sonuçta ortaya çıkan yansıyan çıkış voltajının 130V'den düşük olması beklenebilir. aşağıdaki denklemde ifade edilir:

Bu nedenle, 12V çıkış için maksimum birincil / ikincil trafo dönüş oranı veya NPS, aşağıdaki denklemde gösterildiği gibi hesaplanabilir:

Tasarımımıza Nps = 10'luk bir dönüş oranı dahil edilmiştir.

Bu sargı, IC'nin minimum Vcc spesifikasyonundan biraz daha yüksek olabilecek bir voltaj üretebilecek şekilde hesaplanmalıdır, böylece IC optimum koşullar altında çalışabilir ve devre boyunca stabilite korunur.

Yardımcı sargı Npa, aşağıdaki formülde gösterildiği gibi hesaplanabilir:

Transformatördeki yardımcı sargı, polarlama yapmak ve IC'ye işletim beslemesini sağlamak için kullanılır.

“lan ve vlan arasındaki fark ”

Şimdi çıkış diyotu için, üzerindeki gerilim gerilimi, aşağıda verildiği gibi çıkış gerilimine ve yansıyan giriş beslemesine eşdeğer olabilir:

'Çınlama' olgusundan kaynaklanan voltaj yükselmelerine karşı koymak için, bu tasarımda 60V veya daha yüksek bloke voltajı ile derecelendirilmiş bir Schottky diyot gerekli görüldü ve kullanıldı.

Ayrıca yüksek gerilim akım yükselme faktörünü uzak tutmak için, bu flyback dönüştürücü tasarlanmıştır sürekli bir iletim modu (CCM) ile çalışmak için.

Maksimum Görev Döngüsünün Hesaplanması:

Yukarıdaki paragrafta tartışıldığı gibi, transformatörün NPS'sini hesapladığımızda, gerekli maksimum görev döngüsü Dmax, CCM tabanlı dönüştürücüler için tahsis edilen transfer fonksiyonu aracılığıyla hesaplanabilir, ayrıntılar aşağıda görülebilir:

Trafo Endüktansı ve Tepe Akımı

Tartıştığımız 12V 2 amp smps devresinde, transformatör mıknatıslama endüktansı Lp, CCM parametrelerine göre belirlendi. Bu örnekte endüktans, dönüştürücünün yaklaşık% 10 yük ile CCM çalışma alanına girebilmesi ve çıkış dalgalanmasını en düşük seviyede tutmak için minimum yığın voltajı kullanabilmesi için seçilmiştir.