V tem prispevku izčrpno razpravljamo o 2 preprostem 12V 2 amp SMPS vezju z uporabo IC UC2842. Z proučitvijo različnih formul preučujemo 2 amp amp flyback zasnovo, ki zagotavlja natančne podrobnosti o izbiri navitja transformatorja in specifikacije delov.

Zasnova št. 1: Uvod

Prva zasnova temelji na vsestranski IC VIPer53-E.

VIPer53-E je zgrajen z izboljšanim krmilnikom PWM v trenutnem načinu, ki ima v istem paketu visokonapetostni MDMesh ™ Power MOSFET. VIPer53-E je mogoče najti v nekaj različnih paketih, DIP8 in PowerSO-10. Nadzorna plošča je nedvomno napajalno omrežje širokega spektra brez povezave, ki vključuje VIPer53-E, zasnovano za sekundarno regulacijo z upravljanjem PWM krmilnika prek optike. spenjač. Preklopna frekvenca je 100 kHz in skupna izhodna moč je 24 W.

Spodaj je navedenih nekaj glavnih značilnosti IC:

• Napajanje za splošno uporabo na osnovi SMPS
• Nadzor trenutnega načina skupaj s spremenljivo omejevalno napravo
• Učinkovitost približno dobrih 75%
• Izhod je zaščiten z zaščito pred kratkim stikom in preobremenitvijo
• Previsoko temperaturo nadzira tudi vgrajena zaščita pred termičnim izklopom
• Ustreza specifikaciji EN55022 razreda B EMI in standardom Blue Angel.

Shemo vezja predlaganega 12V 2 amp vezja z uporabo VIPer53-E lahko vidimo na spodnji sliki:

PRENESITE POPOLNI SEZNAM PCB-jev in delov

Glavne pogoje delovanja lahko preučite na naslednji sliki:

Podrobnosti o transformatorju:

Podrobnosti navitja feritnega jedra transformatorja za zgornje vezje SMPS je mogoče analizirati v skladu s podatki na naslednji sliki:

Več informacij o VIPer53-E lahko preučite v tem članku

Zasnova št. 2: Uvod

Naslednja zasnova temelji na IC UC2842 podjetja Texas Instruments , ki se lahko uporablja tudi za izdelavo visokokakovostnega, polprevodniškega, zelo zanesljivega SMPS vezja, ocenjenega na 12V, in s trenutnim izhodom @ 2 amp do 4 amperov.

Popoln diagram vezja te zasnove lahko zaznate na naslednji sliki:

Poskusimo razumeti funkcije in kritičnosti nekaterih glavnih komponent, uporabljenih v tem 12V 2 amp SMPS vezju:

Cin Input Bulk kondenzator in najmanjša napetost v razsutem stanju:

Prikazani kondenzator v razsutem stanju Cin se lahko vgradi z uporabo enega ali nekaj vzporednih kondenzatorjev, po možnosti z uporabo induktorja preko njih, da se odpravi hrup, ki nastane zaradi diferenčnega vodenja. Vrednost tega kondenzatorja določa raven najmanjše napetosti v razsutem stanju.

Če se za zmanjšanje najmanjše napetosti v razsutem stanju uporablja nižja vrednost Cin, lahko pride do povišanega primarnega največjega toka, ki preobremeni preklopne mosfets in tudi transformator.

“najboljša brezplačna programska oprema za oblikovanje CAD ”

Nasprotno, če bi vrednost ostala večja, bi lahko prišlo do večjega največjega toka na mosfetu in trafo, kar prav tako ni sprejemljivo, zato je treba izbrati razumno vrednost, kot je prikazano na diagramu.
To lahko storite z uporabo naslednje formule:

Tu Vin (min) označuje efektivno vrednost najmanjše vhodne napetosti izmeničnega toka, ki je približno 85 V RMS.

fLINE (min) označuje frekvenco zgornje efektivne vrednosti, za katero lahko domnevamo, da je 47 Hz.

Glede na zgornjo enačbo bo za doseganje najmanj 75V vrednosti napetosti v razsutem stanju pri 85-odstotni učinkovitosti morala vrednost Cin znašati okoli 126uF, v našem prototipu pa je bilo ugotovljeno, da je 180uF v redu.

Izračun razmerja obratov Tansformer:

Za začetek izračuna izračuna obrata transformatorja je treba ugotoviti najugodnejšo preklopno frekvenco.

Čeprav je IC UC2842 določen tako, da proizvaja največjo frekvenco 500 kHz, je bilo ob upoštevanju vseh izvedljivih in z učinkovitostjo povezanih parametrov odločeno, da se naprava izbere in nastavi na približno 110 kHz.

To je omogočilo, da je bila zasnova razmeroma dobro uravnotežena glede na velikost transformatorja, dimenzijo EMI filtra in je še vedno ohranila delovanje znotraj sprejemljivih izgub.

Izraz Nps se nanaša na primarni transformator in ga je mogoče določiti glede na oceno uporabljenega MOSFET-ja gonilnika in oceno specifikacij sekundarne usmerniške diode.

Za optimalno vrednost mosfet-a moramo najprej izračunati največjo napetost v razsutem stanju glede na najvišjo vrednost efektivne napetosti, ki je v našem primeru 265V vhodnega izmeničnega toka. Zato imamo:

Zaradi enostavnosti in stroškovne učinkovitosti je bil za ta prototip 12V 2 amp SMPS vezja izbran mosfet IRFB9N65A z nazivno močjo 650 V.

Če upoštevamo, da je največja napetostna napetost na mosfet odtoku približno 80% njegovih specifikacij, in 30% kot dovoljeni napetostni skok največjega vhodnega napajanja v razsutem stanju, lahko pričakujemo, da bo posledična odbojna izhodna napetost nižja od 130 V, izraženo v naslednji enačbi:

Zato se za izhod 12V lahko izračuna največje razmerje obratov primarnega / sekundarnega transformatorja ali NPS, kot je navedeno v naslednji enačbi:

V naš načrt je vključeno razmerje obratov Nps = 10.

To navitje mora biti izračunano tako, da lahko tvori napetost, ki je lahko nekoliko višja od minimalne specifikacije Vcc IC, tako da lahko IC deluje v optimalnih pogojih in vzdržuje stabilnost skozi celotno vezje.

Pomožno navitje Npa je mogoče izračunati, kot je prikazano v naslednji formuli:

Pomožno navitje v transformatorju se uporablja za pristranskost in zagotavlja obratovalno napajanje IC.

“kakšne so različne vrste odklopnikov ”

Zdaj je pri izhodni diodi napetost na njej lahko enaka izhodni napetosti in odsevni vhodni napajalni napetosti, kot je navedeno spodaj:

Da bi preprečili napetostne skoke zaradi pojava 'zvonjenja', se je zdelo potrebno, da je bila pri tej zasnovi uporabljena Schottkyjeva dioda z napetostjo 60 V ali več.

Tudi zato, da se izognemo faktorju visokega napetostnega toka zasnovan je pretvornik flyback za delo z neprekinjenim prevodnim načinom (CCM).

Izračun največjega delovnega cikla:

Kot je razloženo v zgornjem odstavku, lahko po izračunu NPS transformatorja izračunamo zahtevani največji obratovalni cikel Dmax s funkcijo prenosa, ki je dodeljena pretvornikom na osnovi CCM, podrobnosti pa lahko pričajo spodaj:

Induktivnost in največji tok transformatorja

V našem obravnavanem vezju 12V 2 amp smps je bila induktivnost magnetizacije transformatorja Lp določena v skladu s parametri CCM. V tem primeru je bila induktivnost izbrana tako, da lahko pretvornik vstopi v delovno območje CCM z okoli 10% obremenitve in z uporabo minimalne napetosti v razsutem stanju, da ohrani izhodno valovanje na najnižji.