У овом посту детаљно разматрамо 2 једноставна СМПС кола од 12В од 2 амп помоћу ИЦ УЦ2842. Проучавамо повратни дизајн од 2 амп оцењујући различите формуле, које пружају тачне детаље о избору за намотај трансформатора и спецификације делова.

Дизајн # 1: Увод

Први дизајн заснован је на свестраном ИЦ ВИПер53-Е.

ВИПер53-Е је изграђен са побољшаним ПВМ регулатором тренутног режима који има високонапонски МДМесх ™ Повер МОСФЕТ у истом пакету. ВИПер53-Е се може наћи у неколико различитих пакета, ДИП8 и ПоверСО-10. Референтна плоча је несумњиво ванмрежно напајање широког опсега које укључује ВИПер53-Е дизајнирано за секундарну регулацију управљањем ПВМ контролером преко опто- спојница. Уклопна фреквенција је 100 кХз, а укупна излазна снага је 24 В.

Испод је дато неколико главних карактеристика ИЦ:

• СМПС напајање за општу намену
• Контрола тренутног режима рада са променљивим ограничењем
• Ефикасност око добрих 75%
• Излаз је заштићен кратким спојем и заштитом од преоптерећења
• Прекомерна температура се такође контролише помоћу уграђене термичке заштите од искључивања
• Усаглашен са ЕН55022 класи Б ЕМИ спецификацијама и стандардима Блуе Ангел.

Шема кола предложеног кола од 12В 2 амп помоћу ВИПер53-Е може се видети на доњој слици:

ПРЕУЗМИ КОМПЛЕТНУ ЛИСТУ ПЦБ-А И ДИЈЕЛОВА

Главни услови рада могу се проучити на следећој слици:

Детаљи о трансформатору:

Детаљи намотаја феритног трансформатора за горе наведено СМПС коло могу се анализирати према подацима датим на следећој слици:

Више информација о ВИПер53-Е се може проучити у овом чланку

Дизајн # 2: Увод

Следећи дизајн заснован је на ИЦ УЦ2842 компаније Текас Инструментс , који се такође може користити за изградњу висококвалитетног, чврстог стања, врло поузданог СМПС кола оцењеног на 12В и са тренутним излазом од 2 амп до 4 ампера.

Комплетна шема овог дизајна може се видети на следећој слици:

Покушајмо да разумемо функције и критичности неколико главних компоненти које се користе у овом 12В 2 амп СМПС колу:

Цин Инпут Булк кондензатор и минимални напон:

Приказани масовни кондензатор Цин може се уградити паралелно користећи један или неколико кондензатора, могуће коришћењем индуктора преко њих како би се елиминисао шум који настаје услед диференцијалног начина проводљивости. Вредност овог кондензатора одређује ниво минималног скупног напона.

Ако се нижа вредност Цин користи за смањење минималног напонског напона, то би могло резултирати повишеном примарном вршном струјом преоптерећењем преклопних МОС-ова и такође трансформатора.

“силазни трансформатор 230в до 12в ”

Супротно томе, задржавање веће вредности могло би резултирати већом вршном струјом на МОСФЕТ-у и трафо-у, што такође није прихватљиво, па би требало одабрати разумну вредност као што је приказано на дијаграму.
То се може урадити помоћу следеће формуле:

Овде Вин (мин) означава ефективну вредност минималног улазног напона наизменичне струје која износи око 85 В ефективне вредности.

фЛИНЕ (мин) означава фреквенцију горње ефективне вредности за коју се може претпоставити да је 47Хз.

Позивајући се на горњу једначину, да би се постигла вредност од 75В запреминског напона, при ефикасности од 85%, вредност Цин мора бити око 126уФ, у нашем прототипу је утврђено да је 180уФ сасвим у реду.

Израчунавање односа окретаја Тансформера:

Да би се започело са прорачуном окретаја трансформатора, потребно је утврдити најповољнију фреквенцију укључивања.

Иако је ИЦ УЦ2842 специфициран да производи максималну фреквенцију од 500кХз, с обзиром на све изводљиве и ефикасне параметре, одлучено је да се уређај одабере и постави на око 110кХз.

То је омогућило да дизајн буде прилично добро уравнотежен у погледу величине трансформатора, димензије ЕМИ филтра и да и даље задржи рад у оквиру подношљивих губитака.

Израз Нпс односи се на примарни трансформатор и то се може одредити у зависности од оцене коришћеног МОСФЕТ-а возача, заједно са оценом спецификација секундарне исправљачке диоде.

За оптималну МОСФЕТ оцену прво морамо израчунати вршни напон масе у односу на максималну вредност ефективног напона која је у нашем случају 265В улазне наизменичне струје. Стога имамо:

Ради једноставности и исплативости, за овај прототип круга од 12 В од 2 амп одабран је мосфет ИРФБ9Н65А оцењен на 650 В.

Ако узмемо у обзир да је максимални напонски напон на одводу МОСФЕТ-а око 80% његових спецификација и узмемо ли 30% као дозвољени скок напона из максималног масовног улазног напајања, може се очекивати да резултујући одбијени излазни напон буде нижи од 130В као изражено у следећој једначини:

Стога се за излаз 12В може израчунати максимални однос заокрета примарног / секундарног трансформатора или НПС како је назначено у следећој једначини:

У наш дизајн уграђен је однос заокрета Нпс = 10.

Овај намотај мора бити израчунат на такав начин да може да произведе напон који може бити мало већи од минималне Вцц спецификације ИЦ, тако да ИЦ може радити у оптималним условима и стабилност се одржава у читавом колу.

Помоћни намотај Нпа може се израчунати како је приказано у следећој формули:

Помоћни намотај у трансформатору користи се за пристраност и обезбеђивање оперативног напајања ИЦ.

“поделилац напона формула паралелно коло ”

Сада за излазну диоду, напонски напон на њој може бити еквивалентан излазном напону и рефлектованом улазном напајању, као што је дато у наставку:

Да би се супротставили скоковима напона услед појаве „звоњаве“, Сцхоттки диода оцењена блокадним напоном од 60 В или већим сматрала је неопходном и примењена у овом дизајну.

Такође да би се избегао фактор високог напона струје, ово дизајниран је флибацк претварач за рад са режимом континуиране проводљивости (ЦЦМ).

Израчунавање максималног радног циклуса:

Као што је размотрено у горњем пасусу, након што израчунамо НПС трансформатора, потребан максимални радни циклус Дмак може се израчунати помоћу функције преноса додељене за претвараче засноване на ЦЦМ-у, а детаљи се могу видети у наставку:

Индуктивност и вршна струја трансформатора

У нашем разматраном кругу од 12В 2 амп смпс, индуктивитет магнетизирања трансформатора Лп је одређен према ЦЦМ параметрима. У овом примеру индуктивност је изабрана тако да претварач може да уђе у радну зону ЦЦМ-а са око 10% оптерећења и користећи минимални скупни напон како би излазно валовитост било што ниже.