วงจรแปลงบั๊ก 5V, 12V SMPS 220V

ตัวแปลงบั๊กแบบลดขั้นตอนนี้จะแปลงอินพุต AC 220V จากแหล่งจ่ายไฟเป็น 5V หรือ 12V หรือ 24V DC ด้วยประสิทธิภาพ 90%

ตัวแปลงบั๊กที่เสนอคือวงจร SMPS โดยใช้ IC VIPer12A จาก STMicroelectronics .

วงจรใช้ส่วนประกอบภายนอกจำนวนเล็กน้อย แต่สามารถทำงานได้โดยตรงจากอินพุต AC หลัก

การออกแบบ Buck Converter

เมื่อดูแผนภาพวงจรที่กำหนดเราจะเห็นว่าขั้นตอนอินพุตประกอบด้วยตัวต้านทาน จำกัด ไฟกระชากซึ่งทำหน้าที่เหมือนฟิวส์ไดโอดสำหรับแก้ไข AC และเครือข่ายตัวกรอง LC สำหรับการกรอง DC riples เพิ่มเติม

ตัวกรอง LC ที่ใช้ที่นี่ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีเสถียรภาพ DC ที่ดีขึ้นและการตอบสนองของ EMI ที่เพิ่มขึ้น

อาจมีการแนะนำตัวเก็บประจุ Cin1 เพื่อเสริมการทำงานของ EMI

IC VIPer12A กลายเป็นอุปกรณ์ประมวลผล PWM หลักซึ่งดำเนินการแปลงบั๊กทั้งหมดในวงจรเพียงครั้งเดียว

คุณสมบัติหลัก

ข้อกำหนดหลักของการกำหนดค่าอาจเข้าใจได้ดังนี้:

• แรงดันไฟฟ้าอินพุต AC Vinac 80 - 285Vac
• กระแสไฟขาออก Iout 30mA
• กระแสไฟขาออก Iout 250mA
• แรงดันเอาต์พุต Vout1 + 24 ± 10% V.
• แรงดันขาออก Vout2 + 5V ± 5%
• ความถี่ในการสลับ 60 kHz
• กำลังขับ ~ 1W

มันทำงานอย่างไร

วงจรอำนวยความสะดวกสองเอาท์พุท rhe 24 โวลต์สามารถทำได้โดยการกำหนดค่าคอนเวอร์เตอร์บั๊กในขณะที่เอาท์พุท 5V ผ่านโหมดบินกลับ

แรงดันไฟฟ้าป้อนกลับไปยัง IC ได้มาจาก Vout1 สำหรับการควบคุมที่ต้องการของเอาต์พุตแหล่งจ่ายนี้ยังใช้กับขา IC Vdd

การเดินสายข้างต้นเป็นไปได้โดยใช้ไดโอดไฟฟ้าแรงสูงตัวเดียวและตัวเก็บประจุเพียงตัวเดียวเพื่อให้เป็น D1 และ C3 ที่แม่นยำทำให้การเชื่อมต่อและต้นทุนง่ายขึ้นมาก

ตัวเหนี่ยวนำที่ใช้งาน L ประกอบด้วยขดลวดสองเส้นซึ่งประกบเข้าหากันบนแกนเฟอร์ไรต์ทั่วไป

การคดเคี้ยวจะกระทำผ่านอัตราส่วนการเลี้ยวที่เหมาะสมโดยที่ N1 = 200 รอบและ N2 = 60 รอบ ทั้งสองอย่างนี้กระทบกับวัสดุแกนเฟอร์ไรต์ของ PANASONIC ELC10D152E

ไดโอดซีเนอร์ z1 และ z2 ถูกติดตั้งเพื่อป้องกันเอาต์พุตจากแรงดันไฟฟ้าเกิน

ตัวต้านทานโหลดดัมมี่ได้รับการแก้ไขใน Vout1 เพื่อให้สามารถดำเนินการตามกฎระเบียบที่เหมาะสมกับเอาต์พุตทั้งสองในระหว่างสถานการณ์เปิดโหลด

แม้ว่าการเพิ่มตัวต้านทานข้างต้นจะส่งผลต่อประสิทธิภาพเล็กน้อย แต่ก็ช่วยเพิ่มการตอบสนองการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของวงจรได้อย่างดีเยี่ยม

ไดโอดเรียงกระแสคงที่ที่เอาต์พุตเป็นประเภทการกู้คืนที่รวดเร็วตอบสนองอย่างรวดเร็ว D1 เป็นไดโอดไฟฟ้าแรงสูงเนื่องจากอาจได้รับแรงดันย้อนกลับสูงที่ส่งโดยแรงดันบัส DC ...... D2 เป็นไดโอดธรรมดา

รายการชิ้นส่วนสำหรับวงจรแปลงบั๊ก SMPS แบบง่ายที่เสนอ:

• Rr = 10W 1 / 2W
• Rf = 10KW 1 / 4W
• R (โหลด) = 4.7kW 1 / 4W
• Cin = 4.7 μF, 450V Electrolytic Capacitor
• C1 = 33 μF, 50V Electrolytic Capacitor
• C2 = 100 μF, 16V ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า
• C3 = 1 μF, 25V Electrolytic Capacitor
• C4 = 22 nF ตัวเก็บประจุแบบเซรามิก
• ดร = ไดโอด 1N4007
• D1 = Diode BA159 (เร็ว)
• D2 = Diode 1N4148 (เร็ว)
• D3 = ไดโอด 1N4004
• Dz = 22V ซีเนอร์
• Dz1 = 27V ซีเนอร์
• Dz2 = 5.6V ซีเนอร์
• L 1 = 0.5 mH
• Lf = 470 μHตัวเหนี่ยวนำ
• IC1 = STMicroelectronics VIPer12ADIP

การออกแบบ PCB และเค้าโครงส่วนประกอบของวงจรตัวแปลงบั๊ก SMPS ที่อธิบายข้างต้นโดยใช้ IC VIPer12A

บทความที่สมบูรณ์สามารถพบได้ ที่นี่