Litar SMPS 2 Compact 12V 2 Amp untuk Pemacu LED

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Dalam catatan ini kami membincangkan secara komprehensif litar SMPS 2 amp 12V 2 amp menggunakan IC UC2842. Kami mengkaji reka bentuk flyback 2 amp dengan menilai pelbagai formula, yang memberikan perincian pemilihan tepat untuk belitan pengubah dan spesifikasi bahagian.

Reka Bentuk # 1: Pengenalan

Reka bentuk pertama berdasarkan IC VIPer53-E serba boleh.



VIPer53-E dibina dengan pengawal PWM mod arus yang lebih baik yang mempunyai MDMesh ™ Power MOSFET voltan tinggi dalam pakej yang sama. VIPer53-E boleh didapati dalam beberapa pakej yang berbeza, DIP8 dan PowerSO-10. Papan penanda aras tidak diragukan lagi adalah bekalan kuasa pelbagai luar talian yang merangkumi VIPer53-E yang direka untuk peraturan sekunder dengan mengendalikan pengawal PWM melalui opto- pengganding. Frekuensi pensuisan adalah 100 kHz dan daya output keseluruhan adalah 24 W.

Berikut adalah beberapa ciri utama IC:



• Bekalan kuasa tujuan am berasaskan SMPS
• Kawalan mod semasa bersama dengan kemudahan pemboleh ubah
• Kecekapan sekitar 75% baik
• Output dijaga dengan perlindungan litar pintas dan beban berlebihan
• Suhu yang terlalu tinggi juga dikawal melalui perlindungan Penutupan termal dalaman
• Mematuhi spesifikasi EM55022 Kelas B EMI dan standard Blue Angel.

Gambarajah litar 12V 2 amp yang dicadangkan menggunakan VIPer53-E dapat dilihat pada gambar yang ditunjukkan di bawah:

Litar SMPS VIPer53-E 12V 2 amp 24 watt

DOWNLOAD SENARAI PCB DAN BAHAGIAN LENGKAP

Keadaan Operasi Utama dapat dikaji melalui gambar berikut:

ciri utama VIPer53A

Butiran Transformer:

Perincian belitan pengubah teras ferit untuk litar SMPS di atas dapat dianalisis berdasarkan data yang diberikan dalam gambar berikut:

perincian penggulungan pengubah

Maklumat lanjut mengenai VIPer53-E boleh dikaji dalam artikel ini

Reka Bentuk # 2: Pengenalan

Reka bentuk seterusnya berdasarkan pada IC UC2842 dari Texas Instruments , yang juga dapat digunakan untuk membangun litar SMPS kelas tinggi, pepejal, sangat dipercayai yang dinilai pada 12V, dan dengan output semasa @ 2 amp hingga 4 amp.

Gambarajah litar lengkap reka bentuk ini boleh dilihat pada gambar berikut:

Litar SMPS 12V 2 Amp padat

Mari cuba fahami fungsi dan kritikan beberapa komponen utama yang digunakan dalam litar SMPS 12V 2 amp ini:

Kapasitor Pukal Input Cin dan voltan pukal minimum:

Kapasitor pukal yang ditunjukkan Cin dapat digabungkan menggunakan satu atau beberapa kapasitor secara selari, mungkin dengan menggunakan induktor melintasi mereka untuk menghilangkan bunyi yang dihasilkan kerana pengaliran mod pembezaan. Nilai kapasitor ini menentukan tahap voltan pukal minimum.

Sekiranya Cin dengan nilai yang lebih rendah digunakan untuk mengurangkan voltan pukal minimum, dapat mengakibatkan arus puncak primer yang meningkat membebankan mosfet yang beralih dan juga transformer.

Sebaliknya, menjaga nilai lebih besar dapat mengakibatkan arus puncak yang lebih tinggi pada mosfet dan trafo, yang juga tidak dapat diterima, oleh itu nilai yang wajar seperti yang ditunjukkan dalam rajah harus dipilih.
Ia boleh dilakukan dengan menggunakan formula berikut:

Di sini Vin (min) menunjukkan nilai RMS voltan input AC minimum iaitu sekitar 85 V RMS.

fLINE (min) menunjukkan kekerapan nilai RMS di atas yang boleh dianggap 47Hz.

Dengan merujuk kepada persamaan di atas, untuk mencapai nilai voltan pukal minimum 75V, pada kecekapan 85%, nilai Cin perlu sekitar 126uF, dalam prototaip kami 180uF didapati baik.

Mengira nisbah giliran Tansformer:

Untuk memulakan pengiraan giliran pengubah, frekuensi pensuisan yang paling baik perlu diketahui.

Walaupun IC UC2842 ditentukan untuk menghasilkan frekuensi maksimum 500kHz, mengingat semua parameter terkait yang dapat dilaksanakan dan kecekapan, diputuskan untuk memilih dan mengatur perangkat pada sekitar 110kHz.

Ini membolehkan reka bentuknya cukup seimbang dari segi ukuran pengubah, dimensi penapis EMI dan tetap mengekalkan operasi dalam kerugian yang dapat ditoleransi.

Istilah Nps merujuk kepada primer transformer dan ini mungkin ditentukan bergantung pada peringkat mosfet pemacu yang digunakan bersama dengan peringkat spesifikasi diod penyearah sekunder.

Untuk penilaian mosfet yang optimum, pertama kita perlu mengira voltan pukal puncak dengan merujuk kepada nilai voltan RMS maksimum yang merupakan input AC 265V dalam kes kita. Oleh itu kami mempunyai:

Demi kesederhanaan dan keberkesanan kos, mosfet IRFB9N65A berkadar 650V dipilih untuk prototaip litar 12 amp 2 amp smps ini.

Sekiranya kita menganggap tegangan voltan maksimum pada longkang mosfet sekitar 80% dari spesifikasinya, dan mengambil 30% sebagai lonjakan voltan yang dibenarkan dari bekalan input pukal maksimum, voltan output yang dicerminkan dapat diharapkan lebih rendah dari 130V sebagai dinyatakan dalam persamaan berikut:

Oleh itu untuk output 12V, nisbah putaran transformer primer / sekunder maksimum atau NPS dapat dikira seperti yang ditunjukkan dalam persamaan berikut:

Dalam reka bentuk kami, nisbah giliran Nps = 10 telah digabungkan.

Penggulungan ini mesti dikira sedemikian rupa sehingga mampu menghasilkan voltan yang mungkin sedikit lebih tinggi daripada spesifikasi minimum Vcc IC, sehingga IC dapat beroperasi dalam keadaan optimum dan kestabilan dijaga sepanjang litar.

Npa penggulungan tambahan dapat dihitung seperti yang ditunjukkan dalam formula berikut:

Penggulungan tambahan dalam transformer digunakan untuk bias dan menyediakan bekalan operasi ke IC.

Sekarang untuk diod keluaran, tegangan tegangan di atasnya mungkin setara dengan voltan output dan bekalan input yang dipantulkan, seperti yang diberikan di bawah:

Untuk mengatasi lonjakan voltan akibat fenomena “dering”, dioda Schottky yang dinilai dengan voltan penyekat 60V atau lebih tinggi diperlukan dan digunakan dalam reka bentuk ini.

Juga untuk mengelakkan faktor lonjakan arus voltan tinggi, ini penukar flyback dirancang untuk bekerja dengan mod konduksi berterusan (CCM).

Mengira Kitaran Tugas Maksimum:

Seperti yang dibincangkan dalam perenggan di atas, setelah kita mengira NPS transformer, Dmax cycle cycle maksimum yang diperlukan dapat dikira melalui fungsi transfer seperti yang diperuntukkan untuk penukar berdasarkan CCM, perinciannya dapat dilihat di bawah:

Aruhan Transformer dan Arus Puncak

Dalam litar 12V 2 amp smps yang telah kita bincangkan, induktansi pengubah magnet Lp ditentukan mengikut parameter CCM. Dalam contoh ini induktansi dipilih sedemikian rupa sehingga penukar dapat masuk ke zon kerja CCM dengan beban sekitar 10% dan menggunakan voltan pukal minimum untuk memastikan riak keluaran tetap rendah.

Untuk maklumat lebih terperinci mengenai pelbagai spesifikasi dan formula teknikal, anda boleh mempelajari lembaran data asal di sini




Sebelumnya: Litar Bekalan Daya Laras 0-40V - Tutorial Pembinaan Seterusnya: Pemeriksaan Anti-Korosi untuk Pengawal Aras Air