Σχεδιασμός κυκλώματος τροφοδοσίας 12V 1a smps σε pcb

Για κάθε ηλεκτρονική συσκευή ή προϊόν απαιτείται μια αξιόπιστη μονάδα τροφοδοσίας (PSU) για τη λειτουργία της. Σχεδόν όλες οι συσκευές στο σπίτι μας, όπως τηλεόραση, εκτυπωτής, συσκευή αναπαραγωγής μουσικής κ.λπ. αποτελείται από μια μονάδα τροφοδοσίας ενσωματωμένη σε αυτήν, η οποία μετατρέπει την τάση δικτύου AC σε κατάλληλο επίπεδο τάσης DC για να λειτουργούν. Ο συνηθέστερα χρησιμοποιούμενος τύπος κυκλώματος τροφοδοσίας είναι το SMPS (Switching Mode Power Supply), μπορείτε εύκολα να βρείτε αυτόν τον τύπο κυκλωμάτων στον προσαρμογέα 12V ή στο φορτιστή φορητού / φορητού υπολογιστή. Σε αυτό το σεμινάριο θα μάθουμε πώς να φτιάχνουμε ένα κύκλωμα 12V SMPSπου θα μετατρέψει την τροφοδοσία AC σε 12V DC με μέγιστη τρέχουσα βαθμολογία 1,25A. Αυτό το κύκλωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία μικρών φορτίων ή ακόμη και για προσαρμογή σε φορτιστή για τη φόρτιση μπαταριών μολύβδου-οξέος και λιθίου. Εάν αυτό το κύκλωμα τροφοδοσίας 12v 15watt δεν ταιριάζει με τις απαιτήσεις σας, μπορείτε να ελέγξετε διάφορα κυκλώματα τροφοδοσίας με διαφορετικές βαθμολογίες.

Κύκλωμα 12v SMPS - Σχεδιασμός

Πριν προχωρήσετε σε οποιοδήποτε είδος σχεδιασμού τροφοδοσίας, η ανάλυση απαιτήσεων πρέπει να γίνει με βάση το περιβάλλον στο οποίο θα χρησιμοποιηθεί η τροφοδοσία μας. Διαφορετικά είδη τροφοδοσίας λειτουργούν σε διαφορετικά περιβάλλοντα και με συγκεκριμένα όρια εισόδου-εξόδου.

Προδιαγραφή εισαγωγής

Ας ξεκινήσουμε με την εισαγωγή. Μια τάση τροφοδοσίας εισόδου είναι το πρώτο πράγμα που θα χρησιμοποιηθεί από το SMPS και θα μετατραπεί σε χρήσιμη τιμή για να τροφοδοτήσει το φορτίο. Καθώς αυτός ο σχεδιασμός έχει καθοριστεί για μετατροπή AC-DC, η είσοδος θα είναι εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Για την Ινδία, η είσοδος AC διατίθεται σε 220-230 volt, για τις ΗΠΑ έχει ονομαστική ισχύ 110 volt. Υπάρχουν επίσης και άλλα έθνη που χρησιμοποιούν διαφορετικά επίπεδα τάσης. Γενικά, το SMPS λειτουργεί με γενική τάση εισόδουεύρος. Αυτό σημαίνει ότι η τάση εισόδου μπορεί να διαφέρει από τα 85V AC έως 265V AC. Το SMPS μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιαδήποτε χώρα και θα μπορούσε να παρέχει σταθερή έξοδο πλήρους φορτίου εάν η τάση κυμαίνεται μεταξύ 85-265V AC. Το SMPS θα πρέπει επίσης να λειτουργεί κανονικά κάτω από τη συχνότητα των 50Hz και 60Hz. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τους φορτιστές τηλεφώνου και φορητού υπολογιστή σε οποιαδήποτε χώρα.

Προδιαγραφή εξόδου

Στην πλευρά εξόδου, λίγα φορτία είναι ανθεκτικά, λίγα είναι επαγωγικά. Ανάλογα με το φορτίο, η κατασκευή ενός SMPS μπορεί να είναι διαφορετική. Για αυτό το SMPS το φορτίο θεωρείται ως αντίσταση φορτίο. Ωστόσο, δεν υπάρχει τίποτα σαν ένα φορτίο αντίστασης, κάθε φορτίο αποτελείται από τουλάχιστον κάποια ποσότητα αυτεπαγωγής και χωρητικότητας. Εδώ θεωρείται ότι η επαγωγή και η χωρητικότητα του φορτίου είναι αμελητέα.

Η προδιαγραφή εξόδου ενός SMPS εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το φορτίο, όπως πόση τάση και ρεύμα απαιτείται από το φορτίο υπό όλες τις συνθήκες λειτουργίας. Για αυτό το έργο, το SMPS θα μπορούσε να παρέχει έξοδο 15W. Είναι 12V και 1,25A. Ο στοχευμένος κυματισμός εξόδου επιλέγεται λιγότερο από το 30mV pk-pk στο εύρος ζώνης 20000 Hz.

Με βάση το φορτίο εξόδου, θα πρέπει επίσης να αποφασίσετε μεταξύ του σχεδιασμού ενός σταθερή τάση σημαντικής ισχύος στην αγορά ή σταθερό ρεύμα σημαντικής ισχύος στην αγορά. Σταθερή τάση σημαίνει ότι η τάση στο φορτίο θα είναι σταθερή και το ρεύμα θα αλλάξει ανάλογα με τις αλλαγές στην αντίσταση φορτίου. Από την άλλη πλευρά, η λειτουργία σταθερού ρεύματος θα επιτρέψει στο ρεύμα να είναι σταθερό αλλά να αλλάξει την τάση ανάλογα με τις αλλαγές στην αντίσταση φορτίου. Επίσης, τόσο το βιογραφικό όσο και το CC μπορούν να είναι διαθέσιμα σε ένα SMPS, αλλά δεν μπορούν να λειτουργήσουν σε έναν μόνο χρόνο. Όταν και οι δύο επιλογές υπάρχουν σε ένα SMPS, πρέπει να υπάρχει ένα εύρος όταν το SMPS θα αλλάξει τη λειτουργία εξόδου του από CV σε CC και αντίστροφα. Συνήθως οι φορτιστές λειτουργίας CC και CV χρησιμοποιούνται για τη φόρτιση μπαταριών μολύβδου οξέος ή λιθίου.

Δυνατότητες προστασίας εισόδου και εξόδου

Υπάρχουν διάφορα κυκλώματα προστασίας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο SMPS για ασφαλέστερες και αξιόπιστες λειτουργίες. Το κύκλωμα προστασίας προστατεύει το SMPS καθώς και το συνδεδεμένο φορτίο. Ανάλογα με την τοποθεσία, το κύκλωμα προστασίας μπορεί να συνδεθεί σε είσοδο ή σε όλη την έξοδο. Η πιο κοινή προστασία εισόδου είναι τα φίλτρα Surge Protection και EMI. Η προστασία από υπέρταση προστατεύει το SMPS από υπερτάσεις εισόδου ή υπέρταση AC. Το φίλτρο EMI προστατεύει το SMPS από την παραγωγή EMI σε όλη τη γραμμή εισόδου. Σε αυτό το έργο, και οι δύο δυνατότητες θα είναι διαθέσιμες. Προστασία έξοδος περιλαμβάνει προστασία από βραχυκύκλωμα, προστασία υπερβολική τάση και πάνω από προστασία ρεύματος. Αυτός ο σχεδιασμός SMPS θα περιλαμβάνει επίσης όλα αυτά τα κυκλώματα προστασίας.

Επιλογή του IC διαχείρισης ισχύος

Κάθε κύκλωμα SMPS απαιτεί ένα IC διαχείρισης ισχύος γνωστό και ως IC εναλλαγής ή IC IC ή Drier IC. Ας συνοψίσουμε τα σχεδιαστικά ζητήματα για να επιλέξουμε το ιδανικό Power Management IC που θα είναι κατάλληλο για το σχεδιασμό μας Οι απαιτήσεις σχεδιασμού μας είναι

Έξοδος 15W. 12V 1,25A με λιγότερο από 30mV pk-pk κυματισμός σε πλήρες φορτίο.
Καθολική βαθμολογία εισαγωγής.
Προστασία από υπέρταση εισόδου.
Βραχυκύκλωμα εξόδου, υπέρταση και προστασία από ρεύμα.
Λειτουργίες σταθερής τάσης.

Από τις παραπάνω απαιτήσεις υπάρχει ένα ευρύ φάσμα IC για να διαλέξετε, αλλά για αυτό το έργο έχουμε επιλέξει Ενσωμάτωση ισχύος. Η ενσωμάτωση ισχύος είναι μια εταιρεία ημιαγωγών που διαθέτει ένα ευρύ φάσμα IC οδηγών ισχύος σε διάφορα εύρη εξόδου ισχύος. Με βάση τις απαιτήσεις και τη διαθεσιμότητα, αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε το TNY268PN από μικρές οικογένειες διακόπτη II.

Στην παραπάνω εικόνα, εμφανίζεται η μέγιστη ισχύς 15W. Ωστόσο, θα κάνουμε το SMPS σε ανοιχτό πλαίσιο και για την καθολική βαθμολογία εισόδου. Σε ένα τέτοιο τμήμα, το TNY268PN θα μπορούσε να παρέχει έξοδο 15W. Ας δούμε το διάγραμμα καρφιτσών.

Σχεδιάζοντας το κύκλωμα SMPS 12v 1Amp

Ο καλύτερος τρόπος για την κατασκευή του κυκλώματος είναι να χρησιμοποιήσετε το λογισμικό ειδικών PI της ενσωμάτωσης Power. Είναι εξαιρετικό λογισμικό σχεδιασμού τροφοδοσίας. Το κύκλωμα κατασκευάζεται με χρήση Power Integration IC. Η διαδικασία σχεδιασμού εξηγείται παρακάτω, εναλλακτικά μπορείτε επίσης να μετακινηθείτε προς τα κάτω για το βίντεο που εξηγεί το ίδιο.

Βήμα -1: Επιλέξτε τον μικροδιακόπτη II και επίσης επιλέξτε το πακέτο που θέλετε. Επιλέξαμε το πακέτο DIP. Επιλέξτε τον τύπο του περιβλήματος, τον προσαρμογέα ή το ανοιχτό πλαίσιο. Εδώ επιλέγεται το Open Frame.

Στη συνέχεια, επιλέξτε τον τύπο σχολίων. Είναι απαραίτητο καθώς χρησιμοποιείται η τοπολογία Flyback. Το TL431 είναι μια εξαιρετική επιλογή για σχόλια. Το TL431 είναι ένας ρυθμιστής διακλάδωσης και θα παρέχει εξαιρετική προστασία από υπερβολική τάση και ακριβή τάση εξόδου.

Βήμα-2: Επιλέξτε το εύρος τάσης εισόδου. Καθώς θα είναι μια γενική είσοδος SMPS, η τάση εισόδου επιλέγεται ως 85-265V AC. Η συχνότητα γραμμής είναι 50 Hz.

Βήμα 3:

Επιλέξτε την τάση εξόδου, το ρεύμα και την ισχύ. Η βαθμολογία SMPS θα είναι 12V 1,25A. Η ισχύς δείχνει 15W. Ο τρόπος λειτουργίας επιλέγεται επίσης ως βιογραφικό, σημαίνει τρόπος λειτουργίας σταθερής τάσης. Τέλος, όλα γίνονται σε τρία εύκολα βήματα και δημιουργείται το σχηματικό.

Διάγραμμα και επεξήγηση κυκλώματος 12V SMPS

Το παρακάτω κύκλωμα είναι ελαφρώς τροποποιημένο για να ταιριάζει στο έργο μας.

Πριν προχωρήσουμε κατευθείαν στην κατασκευή του πρωτοτύπου, ας εξερευνήσουμε το διάγραμμα κυκλώματος 12v SMPS και τη λειτουργία του. Το κύκλωμα έχει τις ακόλουθες ενότητες

Αύξηση εισόδου και προστασία σφάλματος SMPS
Μετατροπή AC-DC
Φίλτρο PI
Κύκλωμα οδηγού ή κύκλωμα μεταγωγής
Προστασία κλειδώματος υπό τάση.
Κύκλωμα σφιγκτήρα
Μαγνητική και γαλβανική απομόνωση
Φίλτρο EMI
Κύκλωμα δευτερεύοντος ανορθωτή και ψαλιδιού
Ενότητα φίλτρου
Ενότητα σχολίων.

Αύξηση εισόδου και προστασία σφάλματος SMPS

Αυτή η ενότητα αποτελείται από δύο εξαρτήματα, F1 και RV1. Το F1 είναι μια ασφάλεια αργού χτυπήματος 1A 250VAC και το RV1 είναι MOV 7mm 275V (Μεταλλικό Οξείδιο Βαρίστορ). Κατά τη διάρκεια ενός κύματος υψηλής τάσης (πάνω από 275VAC), το MOV έμεινε νεκρό και φυσάει την είσοδο Fuse. Ωστόσο, λόγω της λειτουργίας αργού χτυπήματος, η ασφάλεια αντέχει στο ρεύμα εισόδου μέσω του SMPS.

Μετατροπή AC-DC

Αυτή η ενότητα διέπεται από τη γέφυρα διόδων. Αυτές οι τέσσερις δίοδοι (μέσα στο DB107) δημιουργούν έναν ανορθωτή γεφυρών. Οι δίοδοι είναι 1N4006, αλλά το πρότυπο 1N4007 μπορεί να κάνει τη δουλειά τέλεια. Σε αυτό το έργο, αυτές οι τέσσερις δίοδοι αντικαθίστανται με έναν πλήρη ανορθωτή γέφυρας DB107.

Φίλτρο PI

Διαφορετικές καταστάσεις έχουν διαφορετικά πρότυπα απόρριψης EMI. Αυτός ο σχεδιασμός επιβεβαιώνει το πρότυπο EN61000-Class 3 και το φίλτρο PI έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να μειώνει την απόρριψη EMI κοινής λειτουργίας. Αυτή η ενότητα δημιουργείται χρησιμοποιώντας C1, C2 και L1. Οι C1 και C2 είναι 400V 18uF πυκνωτές. Είναι μια περίεργη τιμή, έτσι 22uF 400V επιλέγεται για αυτήν την εφαρμογή. Το L1 είναι ένα κοινό τσοκ λειτουργίας που παίρνει διαφορικό σήμα EMI για να ακυρώσει και τα δύο.

Κύκλωμα οδηγού ή κύκλωμα μεταγωγής

Είναι η καρδιά ενός SMPS. Η κύρια πλευρά του μετασχηματιστή ελέγχεται από το κύκλωμα μεταγωγής TNY268PN. Η συχνότητα μεταγωγής είναι 120-132khz. Λόγω αυτής της υψηλής συχνότητας μεταγωγής, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μικρότεροι μετασχηματιστές. Το κύκλωμα μεταγωγής έχει δύο εξαρτήματα, το U1 και το C3. Το U1 είναι το κύριο πρόγραμμα οδήγησης IC TNY268PN. Ο C3 είναι ο πυκνωτής παράκαμψης που απαιτείται για τη λειτουργία του IC του προγράμματος οδήγησης.

Προστασία κλειδώματος υπό τάση

Η προστασία κλειδώματος υπό τάση γίνεται από την αντίσταση αίσθησης R1 και R2. Χρησιμοποιείται όταν το SMPS μπαίνει στη λειτουργία αυτόματης επανεκκίνησης και ανιχνεύει την τάση γραμμής.

Κύκλωμα σφιγκτήρα

Τα D1 και D2 είναι το κύκλωμα σφιγκτήρα. Το D1 είναι η δίοδος TVS και το D2 είναι μια εξαιρετικά γρήγορη δίοδος ανάκτησης. Ο μετασχηματιστής δρα ένα τεράστιο πηνίο σε ολόκληρο το πρόγραμμα οδήγησης IC TNY268PN. Επομένως κατά τη διάρκεια του κύκλου απενεργοποίησης, ο μετασχηματιστής δημιουργεί αιχμές υψηλής τάσης λόγω της επαγωγής διαρροής του μετασχηματιστή. Αυτές οι αιχμές υψηλής τάσης καταστέλλονται από τον σφιγκτήρα διόδων κατά μήκος του μετασχηματιστή. Το UF4007 επιλέγεται λόγω της εξαιρετικά γρήγορης ανάκτησης και το P6KE200A επιλέγεται για τη λειτουργία TVS.

Μαγνητική και γαλβανική απομόνωση

Ο μετασχηματιστής είναι ένας σιδηρομαγνητικός μετασχηματιστής και όχι μόνο μετατρέπει το AC υψηλής τάσης σε AC χαμηλής τάσης αλλά και παρέχει γαλβανική απομόνωση.

Φίλτρο EMI

Το φιλτράρισμα EMI γίνεται από τον πυκνωτή C4. Αυξάνει την ασυλία του κυκλώματος για να μειώσει τις υψηλές παρεμβολές EMI.

Κύκλωμα δευτερεύοντος ανορθωτή και Snubber

Η έξοδος από τον μετασχηματιστή διορθώνεται και μετατρέπεται σε DC χρησιμοποιώντας D6, μια δίοδο ανορθωτή Schottky. Το κύκλωμα snubber κατά μήκος του D6 παρέχει καταστολή της παροδικής τάσης κατά τη διάρκεια της λειτουργίας αλλαγής. Το κύκλωμα snubber αποτελείται από μία αντίσταση και έναν πυκνωτή, R3 και C5.

Ενότητα φίλτρου

Το τμήμα φίλτρου αποτελείται από έναν πυκνωτή φίλτρου C6. Είναι ένας πυκνωτής χαμηλού ESR για καλύτερη απόρριψη κυματισμών. Επίσης, ένα φίλτρο LC που χρησιμοποιεί L2 και C7 παρέχει καλύτερη απόρριψη κυματισμού σε όλη την έξοδο.

Ενότητα σχολίων

Η τάση εξόδου ανιχνεύεται από τα U3 TL431 και R6 και R7. Μετά την ανίχνευση της γραμμής, U2, ο οπτικός ζεύκτης ελέγχεται και απομόνωση γαλβανικά του δευτερεύοντος τμήματος ανίχνευσης ανάδρασης με τον πρωτεύοντα πλευρικό ελεγκτή. Το Optocoupler διαθέτει ένα τρανζίστορ και ένα εσωτερικό LED. Ελέγχοντας το LED, ελέγχεται το τρανζίστορ. Δεδομένου ότι η επικοινωνία γίνεται οπτικά, δεν έχει άμεση ηλεκτρική σύνδεση, ικανοποιώντας έτσι τη γαλβανική απομόνωση στο κύκλωμα ανάδρασης.

Τώρα, καθώς το LED ελέγχει άμεσα το τρανζίστορ, παρέχοντας επαρκή μεροληψία στο LED του οπτικοζεύκτη, μπορεί κανείς να ελέγξει το τρανζίστορ του οπτικοσυζεύκτη, πιο συγκεκριμένα το κύκλωμα οδήγησης. Αυτό το σύστημα ελέγχου χρησιμοποιείται από το TL431. Καθώς ο ρυθμιστής διακλάδωσης έχει ένα διαχωριστικό αντίστασης σε ολόκληρο τον πείρο αναφοράς του, μπορεί να ελέγξει τον οδηγό οπτικού συζεύκτη που είναι συνδεδεμένος απέναντί του. Ο πείρος ανάδρασης έχει τάση αναφοράς 2,5V. Επομένως, το TL431 μπορεί να είναι ενεργό μόνο εάν η τάση στο διαχωριστικό είναι επαρκής. Στην περίπτωσή μας, ο διαχωριστής τάσης ορίστηκε σε τιμή 12V. Επομένως, όταν η έξοδος φτάσει στα 12V, το TL431 παίρνει 2,5V σε ολόκληρο τον πείρο αναφοράς και έτσι ενεργοποιεί το LED του οπτοζεύκτη που ελέγχει το τρανζίστορ του οπτικού ζεύκτη και ελέγχει έμμεσα το TNY268PN. Εάν η τάση δεν είναι επαρκής κατά την έξοδο, ο κύκλος μεταγωγής διακόπτεται αμέσως.

Αρχικά, το TNY268PN ενεργοποιεί τον πρώτο κύκλο εναλλαγής και μετά αισθάνεται ότι είναι EN pin. Εάν όλα είναι εντάξει, θα συνεχίσει την εναλλαγή, αν όχι, θα προσπαθήσει ξανά μετά από μερικές φορές. Αυτός ο βρόχος συνεχίζεται έως ότου όλα γίνουν κανονικά, αποτρέποντας έτσι ζητήματα βραχυκυκλώματος ή υπέρτασης. Γι 'αυτό ονομάζεται τοπολογία flyback, καθώς η τάση εξόδου μεταφέρεται πίσω στον οδηγό για ανίχνευση σχετικών λειτουργιών. Επίσης, ο βρόχος δοκιμής ονομάζεται τρόπος λειτουργίας λόξυγκ στην κατάσταση αστοχίας.

Το D3 είναι μια δίοδος φραγμού Schottky. Αυτή η δίοδος μετατρέπει την έξοδο AC υψηλής συχνότητας σε DC. Το 3A 60V Schottky Diode επιλέγεται για αξιόπιστη λειτουργία. Τα R4 και R5 επιλέγονται και υπολογίζονται από τον PI Expert. Δημιουργεί ένα διαχωριστικό τάσης και μεταδίδει το ρεύμα στο LED Optocoupler από το TL431.

Τα R6 και R7 είναι ένας απλός διαχωριστής τάσης που υπολογίζεται με τον τύπο TL431 REF voltage = (Vout x R7) / R6 + R7. Η τάση αναφοράς είναι 2,5V και η Vout είναι 12V. Επιλέγοντας την τιμή του R6 23,7k, το R7 έγινε 9,09k περίπου.

Κατασκευή PCB για 12v 1A SMPS Circuit

Τώρα που καταλαβαίνουμε πώς λειτουργεί το σχήμα, μπορούμε να προχωρήσουμε στην κατασκευή του PCB για το SMPS. Δεδομένου ότι πρόκειται για κύκλωμα SMPS, συνιστάται ένα PCB καθώς θα μπορούσε να αντιμετωπίσει πρόβλημα θορύβου και απομόνωσης. Η διάταξη PCB για το παραπάνω κύκλωμα είναι επίσης διαθέσιμη για λήψη ως Gerber από τον σύνδεσμο

Κατεβάστε το αρχείο Gerber για κύκλωμα SMPS 15W

Τώρα, που το σχέδιο μας είναι έτοιμο, είναι καιρός να τα κατασκευάσουμε χρησιμοποιώντας το αρχείο Gerber. Για να ολοκληρώσετε το PCB είναι αρκετά εύκολο, απλώς ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα

Βήμα 1: Μπείτε στο www.pcbgogo.com, εγγραφείτε εάν αυτή είναι η πρώτη σας φορά. Στη συνέχεια, στην καρτέλα Πρωτότυπο PCB εισαγάγετε τις διαστάσεις του PCB σας, τον αριθμό των επιπέδων και τον αριθμό των PCB που χρειάζεστε. Υποθέτοντας ότι το PCB είναι 80cm × 80cm μπορείτε να ορίσετε τις διαστάσεις όπως φαίνεται παρακάτω.

Βήμα 2: Συνεχίστε κάνοντας κλικ στο κουμπί Quote Now . Θα μεταφερθείτε σε μια σελίδα όπου θα ορίσετε μερικές πρόσθετες παραμέτρους, εάν απαιτείται, όπως το υλικό που χρησιμοποιείται σε απόσταση κομματιού κ.λπ. Αλλά κυρίως οι προεπιλεγμένες τιμές θα λειτουργήσουν καλά. Το μόνο πράγμα που πρέπει να λάβουμε υπόψη εδώ είναι η τιμή και ο χρόνος. Όπως μπορείτε να δείτε, ο Χρόνος Κατασκευής είναι μόνο 2-3 ημέρες και κοστίζει μόνο 5 $ για το PSB μας. Στη συνέχεια, μπορείτε να επιλέξετε μια προτιμώμενη μέθοδο αποστολής με βάση τις απαιτήσεις σας.

Βήμα 3: Το τελευταίο βήμα είναι να ανεβάσετε το αρχείο Gerber και να προχωρήσετε στην πληρωμή. Για να βεβαιωθείτε ότι η διαδικασία είναι ομαλή, το PCBGOGO επαληθεύει εάν το αρχείο Gerber είναι έγκυρο πριν προχωρήσετε στην πληρωμή. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να είστε σίγουροι ότι το PCB σας είναι φιλικό στην κατασκευή και θα σας φτάσει ως δεσμευμένο.

Συναρμολόγηση του PCB

Μετά την παραγγελία του διοικητικού συμβουλίου, μου έφτασε μετά από μερικές ημέρες, αν και η ταχυμεταφορά σε ένα καλά συσκευασμένο κουτί με ετικέτα και όπως πάντα η ποιότητα του PCB ήταν καταπληκτική. Το PCB που έλαβα από εμένα εμφανίζεται παρακάτω

Άνοιξα τη ράβδο συγκόλλησης και άρχισα να συναρμολογώ την σανίδα. Δεδομένου ότι τα Footprints, τα τακάκια, τα vias και η μεταξοτυπία είναι τέλεια του σωστού σχήματος και μεγέθους, δεν είχα κανένα πρόβλημα να συναρμολογήσω το ταμπλό. Το PCB μου που στερεώνεται στη συγκολλητική κασέτα φαίνεται παρακάτω.

Προμήθεια εξαρτημάτων

Όλα τα εξαρτήματα για αυτό το κύκλωμα SMPS 12v 15w προμηθεύονται σύμφωνα με το σχήμα. Η λεπτομέρεια BOM βρίσκεται στο παρακάτω αρχείο excel για λήψη.

Σχεδιασμός SMPS 15W - Πίνακας Υλικών

Σχεδόν όλα τα εξαρτήματα είναι άμεσα διαθέσιμα για χρήση από το ράφι. Μπορεί να βρείτε πρόβλημα με την εύρεση του σωστού μετασχηματιστή για αυτό το έργο. Κανονικά για έναν μεταγωγέα κυκλώματος SMPS δεν είναι διαθέσιμος απευθείας από τους προμηθευτές, στις περισσότερες περιπτώσεις πρέπει να τυλίξετε τον δικό σας μετασχηματιστή εάν χρειάζεστε αποτελεσματικά αποτελέσματα. Ωστόσο, είναι επίσης εντάξει να χρησιμοποιήσετε έναν παρόμοιο μετασχηματιστή flyback και το κύκλωμα σας θα συνεχίσει να λειτουργεί. Η ιδανική προδιαγραφή για τον μετασχηματιστή μας θα παρέχεται από το λογισμικό PI Expert που χρησιμοποιήσαμε νωρίτερα.

Το Μηχανικό και Ηλεκτρικό διάγραμμα του μετασχηματιστή που λαμβάνεται από το PI Expert φαίνεται παρακάτω.

Εάν δεν μπορείτε να βρείτε τον σωστό προμηθευτή, μπορείτε να σώσετε έναν μετασχηματιστή από έναν προσαρμογέα 12V ή άλλα κυκλώματα SMPS. Εναλλακτικά, μπορείτε επίσης να δημιουργήσετε τη δική σας αγορά μετασχηματιστή χρησιμοποιώντας τα ακόλουθα υλικά και οδηγίες περιέλιξης.

Μόλις προμηθευτούν όλα τα εξαρτήματα, η συναρμολόγηση τους θα είναι εύκολη. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το αρχείο Gerber και το BOM για αναφορά και συναρμολογήσατε την πλακέτα PCB. Μόλις τελειώσω, η μπροστινή και η πίσω πλευρά του PCB μου μοιάζουν με αυτό παρακάτω

Δοκιμή του κυκλώματος SMPS 15W

Τώρα που το κύκλωμα μας είναι έτοιμο, ήρθε η ώρα να το πάρουμε για ένα γύρισμα. Θα συνδέσουμε την πλακέτα στο δίκτυο AC μέσω VARIAC και θα φορτώσουμε την πλευρά εξόδου με ένα μηχάνημα φορτίου και θα μετρήσουμε την τάση κυματισμού για να ελέγξουμε την απόδοση του κυκλώματός μας. Μπορείτε επίσης να βρείτε βίντεο πλήρους διαδικασίας δοκιμής στο τέλος αυτής της σελίδας. Η παρακάτω εικόνα δείχνει το κύκλωμα που δοκιμάστηκε με τάση AC εισόδου 230V AC για την οποία έχουμε έξοδο 12,08V

Μέτρηση τάσης κυματισμού χρησιμοποιώντας παλμογράφο

Για να μετρήσετε την τάση κυματισμού με παλμογράφο, αλλάξτε την είσοδο του πεδίου σε AC με κέρδος 1x. Στη συνέχεια, συνδέστε έναν ηλεκτρολυτικό πυκνωτή χαμηλής αξίας και έναν κεραμικό πυκνωτή χαμηλής αξίας για τη λήψη μειώσεων θορύβου λόγω καλωδίων. Μπορείτε να ανατρέξετε στη σελίδα 40 αυτού του εγγράφου RDR-295 από το Power Integration για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτήν τη διαδικασία.

Το παρακάτω στιγμιότυπο λήφθηκε σε κατάσταση χωρίς φορτίο και στα 85VAC και στα 230VAC. Η κλίμακα ορίζεται στα 10mV ανά διαίρεση και όπως μπορείτε να δείτε ο κυματισμός είναι σχεδόν 10mV pk-pk.

Στην είσοδο 90VAC και με πλήρες φορτίο, ο κυματισμός μπορεί να φανεί στα 20mV pk-pk

Στα 230VAC και στο πλήρες φορτίο, η τάση κυματισμού μετράται στα 30mV pk-pk που είναι το χειρότερο σενάριο

Αυτό είναι; Έτσι μπορείτε να σχεδιάσετε το δικό σας κύκλωμα 12PS SMPS. Μόλις καταλάβετε τη λειτουργία, μπορείτε να αλλάξετε το διάγραμμα κυκλώματος 12v SMPS ώστε να ταιριάζει στις απαιτήσεις τάσης και ισχύος. Ελπίζω να καταλάβατε το σεμινάριο και απολαύσατε να μάθετε κάτι χρήσιμο. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις αφήστε τις στην ενότητα σχολίων ή χρησιμοποιήστε τα φόρουμ μας για τεχνικές συζητήσεις. Θα σας συναντήσουμε ξανά με ένα άλλο ενδιαφέρον σχέδιο SMPS, μέχρι τότε να αποσυνδεθείτε….