2 Compact 12V 2 Amp SMPS Circuit para sa LED Driver

Sa post na ito komprehensibong tinatalakay namin ang isang 2 simpleng 12V 2 amp SMPS circuit gamit ang IC UC2842. Pinag-aaralan namin ang isang 2 amp na disenyo ng flyback sa pamamagitan ng pagsusuri ng iba't ibang mga formula, na nagbibigay ng eksaktong mga detalye ng pagpili para sa paikot-ikot na transpormer at mga detalye ng mga bahagi.

Disenyo # 1: Panimula

Ang unang disenyo ay batay sa maraming nalalaman IC VIPer53-E.

Ang VIPer53-E ay binuo gamit ang isang pinabuting kasalukuyang mode PWM controller na kung saan ay may isang mataas na boltahe MDMesh ™ Power MOSFET sa loob ng magkatulad na package. Ang VIPer53-E ay maaaring matagpuan sa isang pares ng mga natatanging mga pakete, DIP8 at PowerSO-10. Ang benchmark board ay walang alinlangan na isang offline na malawak na saklaw ng supply ng kuryente na kasama ang VIPer53-E na idinisenyo para sa pangalawang regulasyon sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng PWM controller sa pamamagitan ng isang opto- magkakabit. Ang dalas ng paglipat ay 100 kHz at ang pangkalahatang lakas ng output ay 24 W.

Sa ibaba ay ibinigay ang ilan sa mga pangunahing tampok ng IC:

• SMPS batay sa pangkalahatang layunin ng supply ng kuryente
• Kasalukuyang mode control kasama ang variable na naglilimita ng pasilidad
• Kahusayan sa paligid ng isang mahusay na 75%
• Ang output ay pinangangalagaan ng isang maikling-circuit at proteksyon ng labis na karga
• Ang sobrang temperatura ay kinokontrol din sa pamamagitan ng isang built-in na proteksyon ng Thermal shutdown
• Sumusunod sa pagtutukoy ng EN55022 Class B EMI at mga pamantayan ng Blue Angel.

Ang circuit diagram ng ipinanukalang 12V 2 amp circuit gamit ang VIPer53-E ay maaaring masaksihan sa ipinakitang imahe sa ibaba:

I-download ang KUMPLETONG PCB AT LIST NG BAHAY

Maaaring pag-aralan ang Pangunahing Mga Kundisyon sa Pagpapatakbo sa pamamagitan ng sumusunod na imahe:

Mga Detalye ng Transformer:

Ang ferrite core transpormer na paikot-ikot na mga detalye para sa nasa itaas na circuit ng SMPS ay maaaring masuri ayon sa datos na ibinigay sa sumusunod na pigura:

Mas maraming Impormasyon sa VIPer53-E ang maaaring pag-aralan sa artikulong ito

Disenyo # 2: Panimula

Ang susunod na disenyo ay batay sa IC UC2842 mula sa Texas Instruments , na magagamit din para sa pagbuo ng isang mataas na marka, solidong estado, napaka maaasahan na SMPS circuit na na-rate sa 12V, at may kasalukuyang output @ 2 amp hanggang 4 amps.

Ang kumpletong diagram ng circuit ng disenyo na ito ay maaaring maging sen sa sumusunod na pigura:

Subukan nating maunawaan ang mga pagpapaandar at kritikalidad ng ilan sa mga pangunahing sangkap na ginamit sa 12V 2 amp SMPS circuit na ito:

Cin Input Bulk capacitor at minimum na maramihang boltahe:

Ang ipinakitang maramihang capacitor na Cin ay maaaring isama gamit ang isang solong o ilang mga capacitor nang kahanay, posibleng sa pamamagitan ng paggamit ng isang inductor sa kanilang kabuuan upang maalis ang ingay na nabuo dahil sa kaugalian ng mode na kaugalian. Ang halaga ng capacitor na ito ay nagpapasya sa antas ng minimum na boltahe ng maramihan.

Kung ang isang mas mababang halaga na Cin ay ginagamit upang mabawasan ang pinakamaliit na boltahe ng maramihan, maaaring magresulta sa pagtaas ng pangunahing rurok na kasalukuyang labis na pag-overload ng mga lumilipat na mosfet at pati na rin ang transpormer.

Sa kabaligtaran ng pagpapanatili ng mas malaking halaga ay maaaring magresulta sa mas mataas na kasalukuyang rurok sa mosfet at trafo, na hindi rin katanggap-tanggap, samakatuwid ang isang makatwirang halaga tulad ng ipinahiwatig sa diagram ay dapat mapili.
Maaari itong gawin sa pamamagitan ng paggamit ng sumusunod na pormula:

Narito ang Vin (min) ipahiwatig ang halaga ng RMS ng minimum na boltahe ng pag-input ng AC na nasa paligid ng 85 V RMS.

Ang fLINE (min) ay nangangahulugang dalas ng mas mataas na halaga ng RMS na maaaring ipalagay na 47Hz.

Sa pagtukoy sa equation sa itaas, upang makamit ang isang minimum na halaga ng boltahe ng 75V na boltahe, sa 85% na kahusayan, ang halaga ng Cin ay kailangang nasa paligid ng 126uF, sa aming prototype na 180uF ay napatunayan na maayos lamang.

Kinakalkula ang mga ratio ng turn ng Tansformer:

Upang magsimula sa pagkalkula ng turn ng transpormer, kailangang malaman ang pinaka-kanais-nais na dalas ng paglipat.

Kahit na ang IC UC2842 ay tinukoy upang makabuo ng isang maximum na dalas ng 500kHz, isinasaalang-alang ang lahat ng magagawa at kahusayan na may kaugnayan sa mga parameter na ito ay nagpasya na piliin at itakda ang aparato sa paligid ng 110kHz.

Pinayagan nito ang disenyo na maging makatwirang mahusay na balanseng sa mga tuntunin ng laki ng transpormer, sukat ng filter ng EMI at panatilihin pa rin ang mga operasyon sa loob ng mga natitiis na pagkalugi.

Ang term na Nps ay tumutukoy sa pangunahing ng transpormer at maaaring matukoy ito depende sa rating ng driver na mosfet na ginamit kasama ang rating ng pangalawang pagtutukoy ng diode ng rectifier.

Para sa isang pinakamainam na rating ng mosfet kailangan muna nating kalkulahin ang rurok na boltahe na bulto na may sanggunian sa maximum na halaga ng RMS boltahe na 265V input AC sa aming kaso. Samakatuwid mayroon kaming:

Para sa kapakanan ng pagiging simple at pagiging epektibo ng gastos, isang 650V na na-rate na mosfet IRFB9N65A ang napili para sa 12V 2 amp smps circuit prototype na ito.

Kung isasaalang-alang namin ang maximum na stress ng boltahe sa lamok ng mosfet na halos 80% ng mga pagtutukoy nito, at kumukuha ng 30% bilang pinapayagan na pagtaas ng boltahe mula sa maximum na supply ng input ng maramihang, ang resulta na nakalarawan na boltahe ng output ay maaaring asahan na mas mababa sa 130V bilang na ipinahayag sa sumusunod na equation:

Samakatuwid para sa isang output ng 12V ang maximum na pangunahing / pangalawang transpormer turn ratio o ang NPS ay maaaring makalkula tulad ng ipinahiwatig sa sumusunod na equation:

Sa aming disenyo ang isang turn ratio ng Nps = 10 ay isinama.

Ang paikot-ikot na ito ay dapat na kalkulahin sa isang paraan na makakagawa ito ng isang boltahe na maaaring medyo mas mataas kaysa sa minimum na detalye ng Vcc ng IC, upang ang IC ay makapagpatakbo sa ilalim ng pinakamainam na mga kondisyon at ang katatagan ay pinananatili sa buong circuit.

Ang auxiliary winding Npa ay maaaring kalkulahin tulad ng ipinakita sa sumusunod na pormula:

Ang auxiliary winding sa transpormer ay ginagamit para sa bias at pagbibigay ng operating supply sa IC.

Ngayon para sa output diode, ang stress ng boltahe dito ay maaaring katumbas ng output voltage at ang nakalarawan na supply ng input, tulad ng ibinigay sa ibaba:

Upang mapaglabanan ang mga spike ng boltahe dahil sa 'ringing' na kababalaghan, ang isang Schottky diode na na-rate na may isang boltahe ng pag-block na 60V o mas mataas ay nadama na kinakailangan at nagtatrabaho sa disenyo na ito.

Gayundin upang maiwasan ang mataas na boltahe kasalukuyang spike factor, ito dinisenyo ang flyback converter upang gumana sa isang tuluy-tuloy na mode ng pagpapadaloy (CCM).

Kinakalkula ang Maximum Duty Cycle:

Tulad ng tinalakay sa itaas na talata, sa sandaling makalkula ang NPS ng transpormer, ang kinakailangang maximum na cycle ng tungkulin na Dmax ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng pag-andar ng paglipat tulad ng inilaan para sa mga converter na batay sa CCM, ang mga detalye ay maaaring nasaksihan sa ibaba:

Transformer Inductance at Peak Kasalukuyang

Sa aming tinalakay na 12V 2 amp smps circuit ang transpormer na magnetizing inductance Lp ay natutukoy ayon sa mga parameter ng CCM. Sa halimbawang ito ang inductance ay napili na ang converter ay makakapasok sa CCM working zone na may halos 10% load at gumagamit ng minimum na boltahe ng maramihang motor upang mapanatili ang pinakamababang output.

Para sa higit pang mga detalye tungkol sa iba't ibang mga teknikal na pagtutukoy at pormula na maaari mong pag-aralan ang orihinal na datasheet dito