วงจรหม้อแปลงหลอดฮาโลเจน SMPS

หนึ่งในสิ่งทดแทนที่ดีที่สุดสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าแบบดั้งเดิมสำหรับหลอดฮาโลเจนคือหม้อแปลงไฟฟ้าฮาโลเจน นอกจากนี้ยังสามารถใช้กับหลอดไฟที่ไม่ใช่ฮาโลเจนและโหลดตัวต้านทานรูปแบบอื่น ๆ ที่ไม่ทำงานกับกระแส RF

เขียนและส่งโดย: Dhrubajyoti Biswas

หลักการทำงานของหลอดฮาโลเจน

หม้อแปลงหลอดฮาโลเจนอิเล็กทรอนิกส์ทำงานบนหลักการของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ไม่ทำงานบนวงจรเรียงกระแสทุติยภูมิเช่นแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงในการทำงานเหมือนกัน

ยิ่งไปกว่านั้นไม่มีตัวเลือกในการทำให้เรียบหลังจากเชื่อมต่อเครือข่ายและเป็นเพียงเพราะไม่มีอิเล็กโทรไลต์ทำให้แอปพลิเคชันของเทอร์มิสเตอร์ไม่สามารถใช้งานได้

การขจัดปัญหา Power Factor

การออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้าฮาโลเจนยังช่วยขจัดปัญหาเรื่องเพาเวอร์แฟคเตอร์ ออกแบบโดยใช้ MOSFET เป็นวงจรขับแบบ half-bridge และ IR2153 วงจรนี้ติดตั้งไดรเวอร์ MOSFET ด้านบนและยังมี RC oscillator ของตัวเอง

วงจรหม้อแปลงทำงานที่ความถี่ 50 kHz และแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 107V ที่หม้อแปลงพัลส์หลักซึ่งวัดได้ตามการคำนวณต่อไปนี้ที่ระบุไว้ด้านล่าง:

Uef = (Uvst-2) 0,5. √ (t-2.deadtime) / t

[ในที่นี้ Uvst คือแรงดันไฟฟ้าของสายอินพุตและเวลาตายที่เป็นผลลัพธ์ใน IR2153 ถูกตั้งค่าเป็น 1 ค่า 2us และ t จะระบุเป็นช่วงเวลาและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่อง 50 kHz]

อย่างไรก็ตามเมื่อแทนที่ค่าด้วยสูตร: U = (230-2) 0,5. √ (20-2.1,2) / 20 = 106,9V แรงดันไฟฟ้าจะลดลง 2V ที่สะพานไดโอด มันถูกแบ่งย่อยอีกด้วย 2 ที่ตัวแบ่งตัวเก็บประจุซึ่งทำจากตัวเก็บประจุ 1u / 250V ซึ่งจะช่วยลดค่าที่มีประสิทธิภาพในเวลาตาย

การออกแบบ Ferrite Transformer

ในทางกลับกันหม้อแปลง Tr1 คือหม้อแปลงพัลส์ที่วางอยู่บนแกนเฟอร์ไรต์ของ EE หรือ E1 สามารถยืมได้จาก SMPS [AT หรือ ATX]

ในขณะออกแบบวงจรสิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าแกนกลางควรรักษาหน้าตัดไว้ที่ 90 - 140 มม. 2 (โดยประมาณ) นอกจากนี้จำนวนรอบยังต้องปรับเปลี่ยนตามสถานะของหลอดไฟ เมื่อเราพยายามคำนวณอัตราหม้อแปลงเรามักจะพิจารณาว่าอัตราหลักคือแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ 107V ในกรณีของสายเอาต์พุต 230V

หม้อแปลงไฟฟ้าที่ได้มาจาก AT หรือ ATX โดยทั่วไปจะให้ 40 เทิร์นบนหลักและแบ่งย่อยออกเป็นสองส่วนโดยมี 20 เทิร์นในแต่ละตัวหลัก - ส่วนที่อยู่ใต้รองในขณะที่อีกอันด้านบนเหมือนกัน ในกรณีที่คุณใช้ 12V ฉันขอแนะนำให้ใช้ 4 รอบและแรงดันไฟฟ้าควรเป็น 11.5V

สำหรับบันทึกย่อของคุณอัตราส่วนการแปลงจะคำนวณด้วยวิธีการหารอย่างง่าย: 107V / 11.5 V = 9.304 นอกจากนี้ในส่วนรองค่าคือ 4t ดังนั้นค่าหลักควรเป็น 9.304 4t = 37t. อย่างไรก็ตามเนื่องจากครึ่งล่างของหลักยังคงอยู่ใน 20z ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือทำให้ชั้นบนสุดเป็น 37t - 20t = 17t

และหากคุณสามารถติดตามจำนวนรอบเดิมในรอบรองได้สิ่งต่างๆก็จะง่ายขึ้นสำหรับคุณมาก หากตำแหน่งรองถูกตั้งค่าเป็น 4 เทิร์นเพียงแค่คลาย 3 เทิร์นจากด้านบนของตัวหลักเพื่อรับผลลัพธ์ หนึ่งในขั้นตอนที่ง่ายที่สุดสำหรับการทดลองนี้คือการใช้หลอดไฟ 24V แม้ว่ารองที่จะเลือกควรเป็น 8-10 รอบ

IRF840 หรือ STP9NK50Z MOSFET ที่ไม่มีตัวระบายความร้อนสามารถนำไปใช้เพื่อให้ได้เอาต์พุต 80 - 100V (โดยประมาณ)

อีกทางเลือกหนึ่งคือใช้รุ่น STP9NC60FP, STP11NK50Z หรือ STP10NK60Z MOSFET ในกรณีที่ต้องการเพิ่มกำลังไฟให้ใช้ฮีตซิงก์หรือ MOSFET ที่มีกำลังไฟสูงกว่าเช่น 2SK2837, STB25NM50N-1, STP25NM50N, STW20NK50Z, STP15NK50ZFP, IRFP460LC หรือ IRFP460 อย่าลืมพิจารณาว่าแรงดันไฟฟ้าควรเป็น Uds 500 - 600V

ควรใช้ความระมัดระวังอย่าให้ยาวไปถึงหลอดไฟ สาเหตุหลักคือในกรณีที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงอาจส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าลดลงและทำให้เกิดสัญญาณรบกวนส่วนใหญ่เกิดจากการเหนี่ยวนำ ประเด็นสุดท้ายที่ควรพิจารณาคือคุณไม่สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าด้วยมัลติมิเตอร์ได้