PFMを備えたシングルチップAC/DCコンバータです。スキーム、説明

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PFMを備えたシングルチップAC/DCコンバータ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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記事へのコメント

この記事で紹介されている中電力シングルサイクルスイッチング電源 (SMPS) は、リニア電源に基づいて構築された従来のネットワークアダプターの置き換えに使用できます。

主な技術的特徴

供給ネットワークの許容交流電圧の範囲、V....80...276
主電源電圧の相数......1
定格定出力電圧、V......20
負荷が消費する最大許容電流 A......4
無負荷時のネットワークからの電源消費電流、mA......13
典型的な変換周波数制御範囲、kHz ...... 20 ... 70

電源の回路図を図 1 に示します。 XNUMX。

PFMを備えたシングルチップAC/DCコンバータ

SMPS は入力回路と出力回路をガルバニック絶縁しています。 SMPS の主なコンポーネントは、ブリャンスクの会社 NPC SIT の 1182EMZ ブランドの特殊なマイクロ回路です。 1182EMZ マイクロ回路に関する参考情報は、参考書籍 [1、p.34EMZ] にあります。 35、20]、特に、指定された超小型回路には類似物がないと述べています。この SMPS の超小型回路の利点は、負荷電流の過負荷と半導体結晶の過熱に対する保護機能が組み込まれていることです。この超小型回路は、70 kHz ～ 1 kHz の生成周波数範囲でパルス周波数変調 (PFM) の原理に基づいて動作します。 PFM の動作周波数範囲は、パルス電圧トランス TV1 の一次巻線のインダクタンスを変更することで変更できます。変圧器 TV1 の一次巻線に印加される電圧パルスの振幅は、ツェナーダイオード VDXNUMX の絶縁破壊電圧に依存します。

コンポーネントの目的と可能な交換

1 ピースのコンポーネント SA1 は電源スイッチで、FU1 は DA1 が故障した場合に AC 発電機を過負荷から保護するヒューズです。 K15-5、K15-U2、KSO-10、KSO-11、または KSO-13 のブランドから入手できる高電圧セラミックコンデンサ C1 は、DA1 マイクロ回路と TVXNUMX パルスで構成されるコンバータによって生成されるリップルを抑制します。変成器。このコンデンサは、インダクタンスと抵抗の寄生パラメータの値を可能な限り最小限にする必要があり、交流電圧がプレートに印加されたときにも確実に動作する必要があります。

ダイオード VD2 に組み込まれた半波整流器とコンデンサ C2 に容量性フィルタが組み込まれており、DA1 マイクロ回路の動作を保証します。ダイオード VD2 は、SF12、SF14、UF4002、US1D、または KD212A のブランドのデバイスと置き換えることができ、コンデンサ C2 は、K73-11、K73-20、K73-15、K73-16、K73-22、または K73P-2 のブランドのデバイスを使用できます。。電解コンデンサ C3 は、負荷に印加される直流電圧のリップルを抑制するために設計されています。このコンデンサ C3 は、K50-6、K50-29、K50-31、またはできるだけ小さい寸法の同様の輸入コンデンサと同様に使用できます。ダイオード VD3 ブランド BYW80-200 は、変圧器 TV1 の巻線 III に誘導されるパルス電圧を整流します。このダイオードと DA1 チップの冷却器との熱接触を確実にする必要があり、マイカやベリリウムセラミックなどの電気絶縁材料で作られたスペーサーの使用が必要になる場合があります。ダイオード VD3 は高周波またはパルスでなければなりません。デバイス 15ETN03、MUR820、KD213A、KD213B、または KD213V と置き換えることができます。

DA1 チップは、KPT-113 サーマルペーストを使用して HS118、HS134、HS184、HS8 または同様のクーラーに取り付ける必要があります。超小型回路は金属とプラスチックのケース「Multiwatt-9」に収められており、次のピン割り当てがあります。

1-出力は変圧器の一次巻線の接続を目的としています。

2および3-主電源の交流電圧を供給するための結論。

4 - 出力は変圧器の一次巻線に接続する必要があります。 5、6、9 - 使用されません。

7-マイクロ回路のローカル共通ワイヤ。

8 - ツェナーダイオードを接続するためのピン。マイクロ回路の半導体結晶を加熱する動作温度は、-40°C ～ +150°C の範囲です。チップの一般的な熱抵抗 (チップ本体) は 4°C/W、チップの熱抵抗 (環境) は 50°C/W に達します。マイクロ回路クリスタルの過熱に対する保護のしきい値は、+135°C ～ +160°C の範囲にあります。さらに、マイクロ回路は最大 2 kV の静電電位に耐えることができます。

パルス電圧トランス TV1 は、標準サイズ Ш12x15 のフェライトコアで作られています。フェライトのグレードは 2500NMS1、2500NMS2、または 3000NMS です。非磁性ギャップの長さは、一次巻線のインダクタンスが 2,5 mH になるまで選択されます (この場合、変換周波数は約 30 kHz になります)。巻線 I は PEV、PEL、または PELSHO ワイヤの 47 巻、巻線 11 ～ 14 巻、巻線 III は 24 巻で形成されます。巻線 I の絶縁付きワイヤの直径は 0,41 mm、巻線 11 ～ 0,14 mm、巻線 III - 0,89 mm です。このような大きな直径の巻線は表面効果による損失の増加につながりますが、これを許容するか、同等の断面積のリッツ線を使用することができます。各巻線は、マイラー、ラッカー、またはテフロンフィルムの XNUMX 層で相互に絶縁されています。

固定抵抗器 R1 と LED HL1 は、電源のオン状態を示す回路を形成し、シングルエンドコンバータの切り替え不可能な小さな負荷も表します。 MLT、OMLT、C1-2、C22-2 または同様のブランドの抵抗器 R23 を使用できます。 LED は、KIPM05D-1ZH、KIPM05D1-1ZH、KIPM05E-1ZH、KIPM05E1-1ZH、KIPM06D-1ZH、KIPM07D-1ZH、KIPD35A-ZH などのブランドで使用できます。

デザイン

SMPS を設置するときは、すべての接続を可能な限り短い導体で行う必要があります。故障や短絡を防ぐために、DA2 マイクロ回路の脚 3 と脚 1 を反対方向に曲げることをお勧めします。

設定・調整

電源は調整なしですぐに動作し始めるはずです。ただし、出力電圧をより正確に設定するには、変圧器 TV1 の巻線 III の巻数を選択する必要がある場合があります。 SMPS の動作中にきしむ音やその他の異音が聞こえる場合は、パルス電圧トランス TV1 の一次巻線のインダクタンスを変更して、PFM 周波数範囲を調整する必要があります。

文学

集積回路: スイッチング電源用の超小型回路とその応用。エディション2。 - M.: DODEKA、2000. - 608 p.

著者：E.Moskatov、Taganrog、moskatov.narod.ru

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