VDS プログラムを使用して、LNK501 チップで低電力 SMPS を設計します。スキーム、説明

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VDS プログラムを使用した LNK501 チップ上の低電力 SMPS の設計。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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LNK501 チップは、最大 5 ワットのスイッチング電源を構築するのに非常に便利です。しかし、メーカーが推奨する PIXIs Designer プログラムには、このマイクロ回路の機能を十分に活用できないという制限があります。提案された記事の著者は、これらの制限をうまく克服しました - 彼は別のプログラム - VIPer マイクロ回路用に設計された VIPer Design Software を使用してパルストランスを計算しました。

低電力フライバックコンバータ (FFC) は、携帯電話の充電器、オーディオプレーヤーの電源、デジタルカメラ、モデム、およびさまざまなコンピュータ周辺機器で広く使用されています。最新の要素により、それらを小型化し、回路技術的に単純で安価にすることができます。

501 または 3 V の安定した出力電圧を備えた LNK5,5 チップでスイッチング電源を作成する方法は、記事 [1] に記載されています。しかし、電圧が12 Vで出力電流が最大0,2 Aの同様の電源が必要になったとき、まったく予想外でした（結局のところ、そのようなデバイスの電力は2,4 Wを超えず、使用されるマイクロ回路と完全に一致しています）、否定的な結果が得られました。 OHP のパルストランスを計算するように設計された、記事 [1] で言及されている専用の PIXIs Designer プログラムでは、このようなタスクに対応できないことが判明しました。このプログラムは、EE13、EE16、EE19 の 0,45 種類のみのフェライト磁気コア上のトランスのこの超小型回路での使用を前提としています。必要なコンバーターを設計するとき、リストされている最大の磁気コアでも、フェライトは飽和状態になります (計算された磁気誘導は 0,38 T の値に達し、許容値の 9 T を大幅に超えます)。プログラム内のセルの内容は編集できないため、ユーザーは自分のトランスフォーマーのパラメーターを計算に入力することはできません。これは、このプログラムでは、ユーザーが 12 V および 501 V の標準電圧の電源を計算できないことを意味し、LNKXNUMX マイクロ回路の範囲を大幅に狭めます。

VDSプログラムを使用したLNK501チップでの低電力SMPSの設計
図。 1

したがって、必要な SMPS を設計するには、VDS - VIPer Design Software プログラムを使用することにしました。雑誌「Radio」は、TOPSwitch-ll シリーズの IC 上の OCP の設計にこのプログラムを使用することについて既に説明しています [2]。 LNK501での体験も成功。計算されたデバイスの概略図を図 1 に示します。 1. プロトタイプ ([1] の図 1) とは、一部の要素の定格と、電流制限抵抗 R4 と共に最小負荷を提供する HLXNUMX オンインジケータの存在が異なります。

VDSプログラムを使用したLNK501チップでの低電力SMPSの設計
図。 2

図上。入力電圧2V時の本機の負荷特性を図220に示します。定格抵抗負荷は、出力電圧0,17Vで12Aの電流が流れます。図３は、公称負荷抵抗における入力電圧に対する出力電圧の依存性を示す。

VDSプログラムを使用したLNK501チップでの低電力SMPSの設計
図。 3

LNK501 チップ上の OCP の動作原理は、記事 [1] で詳しく説明されています。 SMPS の設計作業は、パルストランスの計算に還元されます。 VDSプログラムでのこのような計算のシーケンス：入力電圧間隔を176 ... 264 Vに設定します。 DIP53 パッケージの VIPer8A SHI コントローラを選択すると、反射電圧の値は 50 V ([1] と同様)、スイッチング周波数は 42 kHz です。出力電圧と電流 - それぞれ 12 V と 0,2 A。

パルストランスには、サイズ B2000 のフェライト M1NM22 製の磁気コアが使用され、その半分の間に厚さ 0,1 mm の非磁性材料で作られたワッシャーが挿入されました (等価の合計非磁性ギャップは 0,2 mm です)。一次巻線には、直径 87 mm の PEV-2 ワイヤが 0,21 回巻かれています。その測定されたインダクタンスは 2,62 mH です。プログラムでは、フェライトN8で作られたRM27磁気回路である、近い外国のアナログが選択されました。一次巻線の測定されたインダクタンスとその巻き数のプログラムに強制的にインストールした後、非常に許容できる結果が得られました.228 mAの最大電流で、磁気誘導は0,109 Tを超えません。

LNK501マイクロ回路のパスポートデータによると、内部電流制限は0,24 ... 0,27 Aのレベルで発生します。電源の信頼性が高く安定した動作のためには、マイクロ回路を流れる電流を0,24を超えて増加させないことが望ましいです。最大負荷電流でのA。

VDSプログラムを使用したLNK501チップでの低電力SMPSの設計
図。 4

LNK501 チップの開発者が推奨するように、入力電圧と負荷電流のどのような組み合わせでも、トランスは断続電流モードで動作します。 VDS プログラムを使用した計算の結果、変圧器の一次巻線のパラメータを強制的に設定すると、二次巻線には直径 22 mm の PEV-2 ワイヤが 0,6 巻含まれる必要があることがわかりました。デバイストランスには結合巻線がないため、対応するプログラム情報は使用されません。巻線は、ニスを塗った生地のいくつかの層によって相互に絶縁されています。電源のすべての要素 (SA1 と FU1 を除く) は、厚さ 4 mm の片面箔コーティングされたグラスファイバーで作られたプリント基板 (図 1,5) に実装されています。基板の外観と詳細を写真に示します (図 5)。組み立て中、トランスの磁気回路の半分は中央の穴を通したM1ネジで基板にしっかりと取り付けられ、ネジはgetinaxワッシャーとネジの上に置かれたPVCチューブ、ナットで磁気回路から隔離されます。ボード上の部分はニトロペイントで固定されています。含浸剤を含まない場合でも、トランス内で音響ノイズは発生しません。装甲磁気回路の外部電磁浮遊磁場が小さいため、[XNUMX] で推奨されている銅テープで作られた短絡スクリーンは使用されませんでした。

VDSプログラムを使用したLNK501チップでの低電力SMPSの設計
図。 5

調整段階で、負荷電流 2 A で出力電圧を 20 V に設定するために、抵抗 R18 の抵抗値を元の 12 kΩ から 0,2 kΩ に減らしました。要素の発熱は認められませんでした。これにより、DIP8アダプターパネルを介してボードにマイクロ回路を取り付けることが可能になりました。

したがって、VDSプログラムを使用すると、適切な磁気回路とラジオアマチュアが持っているLNK501チップで低電力OHPプロジェクトを迅速かつ効率的に完了することができます。プログラムによって得られた電流と電圧のオシログラムは、実際のものに近いものです。

文学

Pletnev E. LNK501 チップをベースにした小型スイッチング電源。 - ラジオ、2006 年、第 5 号、p. 32-34。
Kosenko S. VDS プログラムを使用した TOPSwitch-ll でのフライバック SMPS の設計。 - ラジオ、2006 年、第 3 号、p. 30-32。

著者：S.コセンコ、ヴォロネジ。出版物: radioradar.net

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