Πώς να σχεδιάσετε ένα κύκλωμα τροφοδοσίας 5v 2a smps

Η Μονάδα Τροφοδοσίας (PSU) αποτελεί ζωτικό μέρος σε κάθε σχεδιασμό ηλεκτρονικών προϊόντων. Τα περισσότερα οικιακά ηλεκτρονικά προϊόντα, όπως Φορτιστές κινητής τηλεφωνίας, Ηχεία Bluetooth, Power Banks, Smart Watches κ.λπ. απαιτούν κύκλωμα τροφοδοσίας που θα μπορούσε να μετατρέψει την τροφοδοσία AC σε 5V DC για τη λειτουργία τους. Σε αυτό το έργο θα κατασκευάσουμε ένα παρόμοιο κύκλωμα τροφοδοσίας AC με DC με βαθμολογία ισχύος 10W. Αυτό είναι ότι το κύκλωμα μας θα μετατρέψει το δίκτυο 220V AC σε 5V και θα παρέχει μέγιστο ρεύμα εξόδου έως 2A. Αυτή η βαθμολογία ισχύος πρέπει να είναι αρκετή για να τροφοδοτήσει τα περισσότερα ηλεκτρονικά προϊόντα που λειτουργούν με 5V Επίσης, το κύκλωμα 5V 2A SMPS είναι αρκετά δημοφιλές στα ηλεκτρονικά δεδομένου ότι υπάρχουν πολλοί μικροελεγκτές που λειτουργούν στα 5V.

Η ιδέα του έργου είναι να διατηρηθεί η κατασκευή όσο το δυνατόν πιο απλή, επομένως θα σχεδιάσουμε το πλήρες κύκλωμα πάνω από μια διάστικτη πλακέτα (perf board) και θα κατασκευάσουμε επίσης τον δικό μας μετασχηματιστή έτσι ώστε ο καθένας να μπορεί να αναπαράγει αυτό το σχέδιο ή να κατασκευάζει παρόμοια. Ενθουσιασμένος σωστά! Ας ξεκινήσουμε λοιπόν. Προηγουμένως είχαμε κατασκευάσει επίσης κύκλωμα SMPS 12V 15W χρησιμοποιώντας ένα PCB, έτσι ώστε άτομα που ενδιαφέρονται να σχεδιάσουν ένα PCB για ένα έργο PSU (μονάδα τροφοδοσίας) μπορούν να το ελέγξουν επίσης.

Κύκλωμα 5V 2A SMPS - Προδιαγραφές σχεδίασης

Διαφορετικές ποικιλίες τροφοδοσίας συμπεριφέρονται διαφορετικά σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Επίσης, το SMPS λειτουργεί σε συγκεκριμένα όρια εισόδου-εξόδου. Πρέπει να γίνει σωστή ανάλυση προδιαγραφών πριν προχωρήσουμε με τον πραγματικό σχεδιασμό.

Προδιαγραφή εισαγωγής:

Αυτός θα είναι ένας τομέας μετατροπής SMPS σε AC σε DC. Επομένως, η είσοδος θα είναι AC. Για την τιμή τάσης εισόδου, είναι καλό να χρησιμοποιείτε μια καθολική βαθμολογία εισόδου για το SMPS. Έτσι, η τάση AC θα είναι 85-265VAC με βαθμολογία 50Hz. Με αυτόν τον τρόπο το SMPS μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιαδήποτε χώρα ανεξάρτητα από την τιμή τάσης του εναλλασσόμενου ρεύματος.

Προδιαγραφή εξόδου:

Η τάση εξόδου επιλέγεται ως 5V με 2Α της τρέχουσας βαθμολογίας. Έτσι, θα είναι έξοδος 10W. Δεδομένου ότι αυτό το SMPS θα παρέχει σταθερή τάση ανεξάρτητα από το ρεύμα φορτίου, θα λειτουργεί στη λειτουργία CV (Σταθερή τάση). Αυτή η τάση εξόδου 5V πρέπει να είναι σταθερή και σταθερή ακόμη και στην χαμηλότερη τάση εισόδου κατά τη διάρκεια ενός μέγιστου φορτίου (2Α) κατά μήκος της εξόδου.

Είναι πολύ επιθυμητό μια καλή μονάδα τροφοδοσίας να έχει τάση κυματισμού μικρότερη από 30mV pk-pk. Η στοχευμένη τάση κυματισμού για αυτό το SMPS είναι μικρότερη από 30mV αιχμής κορυφής. Δεδομένου ότι αυτό το SMPS θα είναι ενσωματωμένο στον πίνακα ελέγχου με χειροποίητο μετασχηματιστή μεταγωγής, μπορούμε να περιμένουμε ελαφρώς υψηλότερες τιμές κυματισμού. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να αποφευχθεί χρησιμοποιώντας ένα PCB.

Χαρακτηριστικά προστασίας:

Υπάρχουν διάφορα κυκλώματα προστασίας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα SMPS για ασφαλή και αξιόπιστη λειτουργία. Το κύκλωμα προστασίας προστατεύει το SMPS καθώς και το σχετικό φορτίο. Ανάλογα με τον τύπο, το κύκλωμα προστασίας μπορεί να συνδεθεί σε είσοδο ή σε όλη την έξοδο.

Για αυτό το SMPS, η προστασία από υπέρταση εισόδου θα χρησιμοποιηθεί με μέγιστη τάση εισόδου λειτουργίας 275VAC. Επίσης, για την αντιμετώπιση ζητημάτων EMI, θα χρησιμοποιηθεί ένα κοινό φίλτρο λειτουργίας για τον αποκλεισμό του παραγόμενου EMI. Από την πλευρά της εξόδου θα περιλαμβάνει προστασία από βραχυκύκλωμα, προστασία από υπέρταση, και πάνω-τρέχουσα προστασία.

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

1. Έξοδος 10W. 5V 2A σε πλήρες φορτίο.
2. Καθολική βαθμολογία εισαγωγής. 85-265VAC στα 50Hz
3. Προστασία από υπέρταση εισόδου. Μέγιστη τάση εισόδου 275VAC.
4. Βραχυκύκλωμα εξόδου, προστασία από υπερβολική τάση και υπερένταση.
5. 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. Έχουμε χρησιμοποιήσει προηγουμένως αυτό το IC για να δημιουργήσουμε ένα κύκλωμα 12V SMPS σε ένα PCB.

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.

Σχεδιασμός του κυκλώματος SMPS 5v 2Amp

Ο καλύτερος τρόπος για να δημιουργήσετε το 5V 2A SMPS Schematic είναι να χρησιμοποιήσετε το λογισμικό εξειδικευμένου PI της Power Integration. Πραγματοποιήστε λήψη του ειδικού λογισμικού PI και χρησιμοποιήστε την έκδοση 8.6. Είναι εξαιρετικό λογισμικό σχεδιασμού τροφοδοσίας. Το κύκλωμα που φαίνεται παρακάτω κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας το ειδικό λογισμικό PI της Power Integration. Εάν είστε νέοι σε αυτό το λογισμικό, μπορείτε να ανατρέξετε στην ενότητα σχεδίασης αυτού του κυκλώματος 12V SMPS για να κατανοήσετε πώς να χρησιμοποιήσετε το λογισμικό.

Πριν προχωρήσουμε κατευθείαν στην κατασκευή του πρωτοτύπου, ας εξερευνήσουμε το διάγραμμα κυκλώματος 5v 2A SMPS και τη λειτουργία του.

Το κύκλωμα έχει τις ακόλουθες ενότητες-

1. Αύξηση εισόδου και προστασία σφάλματος SMPS
2. Μετατροπή AC-DC
3. Φίλτρο PI
4. Κύκλωμα οδηγού ή κύκλωμα μεταγωγής
5. Προστασία κλειδώματος υπό τάση.
6. Κύκλωμα σφιγκτήρα.
7. Μαγνητική και γαλβανική απομόνωση.
8. Φίλτρο EMI
9. Κύκλωμα δευτερεύοντος ανορθωτή και ψαλιδιού
10. Ενότητα φίλτρου
11. 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 μεταβεί στη λειτουργία αυτόματης επανεκκίνησης και ανιχνεύσει την τάση γραμμής. Η τιμή των R1 και R2 δημιουργείται μέσω του εργαλείου PI Expert. Δύο αντιστάσεις εν σειρά είναι ένα μέτρο ασφάλειας και μια καλή πρακτική για την αποφυγή προβλημάτων αστοχίας αντίστασης. Έτσι, αντί για 2Μ, χρησιμοποιούνται δύο αντιστάσεις 1Μ στη σειρά.

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. Σύμφωνα με το σχεδιασμό, η στοχευμένη τάση σύσφιξης (VCLAMP) είναι 200V. Επομένως, επιλέγεται το P6KE200A και για εξαιρετικά γρήγορα θέματα που σχετίζονται με τον αποκλεισμό, το UF4007 επιλέγεται ως D2.

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. Είναι ένας πυκνωτής κατηγορίας Υ με ονομαστική τάση 2kV.

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 πόλωση στο LED Optocoupler, μπορεί κανείς να ελέγξει το τρανζίστορ Optocoupler, πιο συγκεκριμένα το κύκλωμα οδήγησης. Αυτό το σύστημα ελέγχου χρησιμοποιείται από το TL431. Ένας ρυθμιστής παράκαμψης. Καθώς ο ρυθμιστής διακλάδωσης έχει ένα διαχωριστικό αντίστασης σε ολόκληρο τον πείρο αναφοράς, μπορεί να ελέγξει το καλώδιο Optocoupler που είναι συνδεδεμένο σε αυτό. 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 ορίζεται σε τιμή 5V. Επομένως, όταν η έξοδος φτάσει τα 5V, το TL431 παίρνει 2,5V σε ολόκληρο τον πείρο αναφοράς και έτσι ενεργοποιεί το LED του Optocoupler που ελέγχει το τρανζίστορ του Optocoupler 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 το EN pin του. Εάν όλα είναι εντάξει, θα συνεχίσει την εναλλαγή, αν όχι, θα προσπαθήσει ξανά μετά από κάποια στιγμή. Αυτός ο βρόχος συνεχίζεται έως ότου όλα γίνουν κανονικά, αποτρέποντας έτσι ζητήματα βραχυκυκλώματος ή υπέρτασης. Αυτός είναι ο λόγος που 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.

Δημιουργία μετασχηματιστή εναλλαγής για το κύκλωμα SMPS

Κανονικά για ένα κύκλωμα SMPS απαιτείται ένας μετασχηματιστής μεταγωγής, αυτοί οι μετασχηματιστές μπορούν να προμηθευτούν από κατασκευαστές μετασχηματιστών με βάση τις απαιτήσεις σχεδίασής σας. Αλλά το πρόβλημα εδώ είναι εάν μαθαίνετε πράγματα για την κατασκευή ενός πρωτοτύπου δεν μπορείτε να βρείτε τον ακριβή μετασχηματιστή από τα ράφια για το σχέδιό σας. Έτσι θα μάθουμε πώς να φτιάχνουμε έναν μετασχηματιστή μεταγωγής με βάση τις απαιτήσεις σχεδιασμού που παρέχονται από το ειδικό λογισμικό PI.

Ας δούμε το παραγόμενο διάγραμμα κατασκευής μετασχηματιστή.

Όπως αναφέρει η παραπάνω εικόνα, πρέπει να εκτελέσουμε 103 στροφές απλού καλωδίου 32 AWG στην κύρια πλευρά και 5 στροφές από δύο καλώδια 25 AWG στη δευτερεύουσα πλευρά.

Στην παραπάνω εικόνα, το σημείο εκκίνησης των περιελίξεων και η κατεύθυνση της περιέλιξης περιγράφεται ως μηχανικό διάγραμμα. Για να φτιάξετε αυτόν τον μετασχηματιστή, απαιτούνται τα ακόλουθα πράγματα-

1. Πυρήνας EE19, NC-2H ή ισοδύναμη προδιαγραφή και κενό για ALG 79 nH / T ²
2. Μπομπίνα με 5 ακίδες στην κύρια και δευτερεύουσα πλευρά.
3. Ταινία φραγμού με πάχος 1 mil. Απαιτείται ταινία πλάτους 9 mm.
4. 32 AWG συγκολλημένο σμάλτο χάλκινο σύρμα.
5. 25AWG συγκολλημένο επικαλυμμένο χαλκό σύρμα.
6. Μετρητής LCR.

Απαιτείται πυρήνας EE19 με NC-2H με κεντρικό πυρήνα 79nH / T2. Γενικά, διατίθεται σε ζεύγη. Το μπομπίνα είναι γενικό με 4 πρωτεύουσες και 5 δευτερεύουσες καρφίτσες. Ωστόσο, εδώ χρησιμοποιείται μπομπίνα με 5 ακίδες και στις δύο πλευρές.

Για την ταινία Barrier, χρησιμοποιείται τυπική ταινία αγωγού που έχει πάχος βάσης μεγαλύτερο από 1 mil (Συνήθως 2 mil). Κατά τη διάρκεια των δραστηριοτήτων που σχετίζονται με το χτύπημα, το ψαλίδι χρησιμοποιείται για την κοπή της ταινίας για τέλεια πλάτη. Τα καλώδια χαλκού προέρχονται από παλιούς μετασχηματιστές και μπορούν επίσης να αγοραστούν από τοπικά καταστήματα. Ο πυρήνας και το μπομπίνα που χρησιμοποιώ φαίνεται παρακάτω

Βήμα 1: Προσθέστε συγκολλητικό στον 1ο και 5ο πείρο στην κύρια πλευρά. Κολλήστε το καλώδιο 32 AWG στον πείρο 5 και η κατεύθυνση περιέλιξης είναι δεξιόστροφα. Συνεχίστε μέχρι τις 103 στροφές όπως φαίνεται παρακάτω

Αυτό αποτελεί την κύρια πλευρά του μετασχηματιστή μας, μόλις ολοκληρωθούν οι 103 στροφές περιέλιξης, ο μετασχηματιστής μου έμοιαζε με τον παρακάτω τρόπο.

Βήμα 2: Εφαρμόστε κολλητική ταινία για σκοπούς μόνωσης, απαιτούνται 3 στροφές κολλητικής ταινίας. Βοηθά επίσης στη διατήρηση του πηνίου στη θέση του.

Βήμα 3: Ξεκινήστε τη δευτερεύουσα περιέλιξη από τους πείρους 9 και 10. Η δευτερεύουσα πλευρά είναι φτιαγμένη με δύο σκέλη από σύρμα 25AWG από εμαγιέ. Κολλήστε ένα χάλκινο σύρμα στον πείρο 9 και ένα άλλο στον πείρο 10. Η κατεύθυνση περιέλιξης είναι και πάλι δεξιόστροφα. Συνεχίστε μέχρι 5 στροφές και συγκολλήστε τα άκρα στον πείρο 5 και 6. Προσθέστε μονωτική ταινία εφαρμόζοντας ταινία αγωγού όπως πριν.

Μόλις ολοκληρωθούν τόσο οι κύριες όσο και οι δευτερεύουσες περιελίξεις και χρησιμοποιήθηκε η ταινία αγωγού, ο μετασχηματιστής μου έμοιαζε όπως φαίνεται παρακάτω

Βήμα 4: Τώρα μπορούμε να ασφαλίσουμε τους δύο πυρήνες σφιχτά χρησιμοποιώντας ταινία αγωγού. Μόλις γίνει ο ολοκληρωμένος μετασχηματιστής θα πρέπει να μοιάζει με αυτό παρακάτω.

Βήμα 5: Επίσης, φροντίστε να τυλίξετε την ταινία αγωγού δίπλα-δίπλα. Αυτό θα μειώσει τη δόνηση κατά τη μεταφορά ροής υψηλής πυκνότητας.

Αφού γίνουν τα παραπάνω βήματα και ο μετασχηματιστής δοκιμάζεται χρησιμοποιώντας έναν μετρητή LCR όπως φαίνεται παρακάτω. Ο μετρητής δείχνει επαγωγές 1,125 mH ή 1125 uh.

Δημιουργία κυκλώματος SMPS:

Μόλις ο μετασχηματιστής είναι έτοιμος, μπορούμε να προχωρήσουμε στη συναρμολόγηση των άλλων εξαρτημάτων στη διάστικτη πλακέτα. Τα εξαρτήματα που απαιτούνται για το κύκλωμα βρίσκονται στον παρακάτω κατάλογο υλικών

• Λεπτομέρειες εξαρτήματος BOM για κύκλωμα SMPS 5V 2A

Μόλις συγκολληθούν τα στοιχεία, ο πίνακας μου μοιάζει κάπως έτσι.

Δοκιμή του κυκλώματος 5V 2A SMPS

Για να ελέγξω το κύκλωμα, έχω συνδέσει την πλευρά εισόδου με την παροχή ρεύματος μέσω VARIAC για τον έλεγχο της τάσης δικτύου AC εισόδου. Η τάση εξόδου στα 85VAC και 230VAC φαίνεται παρακάτω:

Όπως μπορείτε να δείτε και στις δύο περιπτώσεις, η τάση εξόδου διατηρείται στα 5V. Αλλά τότε συνδέθηκα την έξοδο με το πεδίο εφαρμογής μου και έλεγξα κυματισμούς. Η μέτρηση κυματισμού φαίνεται παρακάτω

Ο κυματισμός εξόδου είναι αρκετά υψηλός, δείχνει 150mV pk-pk έξοδος κυματισμού. Αυτό δεν είναι καθόλου καλό για ένα κύκλωμα τροφοδοσίας. Με βάση την ανάλυση, η υψηλή κυμάτωση οφείλεται στους παρακάτω παράγοντες-

1. Ακατάλληλος σχεδιασμός PCB.
2. Πρόβλημα αναπήδησης εδάφους.
3. Η ψύκτρα PCB δεν είναι σωστή.
4. Χωρίς διακοπή στις θορυβώδεις γραμμές τροφοδοσίας.
5. Αυξημένες ανοχές στον μετασχηματιστή λόγω περιέλιξης στο χέρι. Οι κατασκευαστές μετασχηματιστών εφαρμόζουν βερνίκι εμβύθισης κατά τις περιελίξεις του μηχανήματος για καλύτερη σταθερότητα των μετασχηματιστών.

Εάν το κύκλωμα μετατραπεί σε κατάλληλο PCB, μπορούμε να περιμένουμε την έξοδο κυματισμού της τροφοδοσίας εντός 50mV pk-pk ακόμη και με μετασχηματιστή με χειροκίνητη περιέλιξη. Ωστόσο, καθώς ο πίνακας ελέγχου δεν είναι ασφαλής επιλογή για την παροχή τροφοδοσίας εναλλαγής σε τομέα AC σε DC, προτείνεται συνεχώς ότι πρέπει να δημιουργηθεί κατάλληλο PCB πριν από την εφαρμογή κυκλωμάτων υψηλής τάσης σε πρακτικά σενάρια. Μπορείτε να ελέγξετε το βίντεο στο τέλος αυτής της σελίδας για να ελέγξετε την απόδοση του κυκλώματος υπό συνθήκες φόρτωσης.

Ελπίζω να καταλάβατε το σεμινάριο και να μάθετε πώς να φτιάξετε τα δικά σας κυκλώματα SMPS με έναν χειροποίητο μετασχηματιστή. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις αφήστε τις στην παρακάτω ενότητα σχολίων ή χρησιμοποιήστε τα φόρουμ μας για περισσότερες ερωτήσεις.