Недорогой обратноходовый преобразователь с ШИМ на 28 Вт

October 19, 2011 by admin Комментировать »

Область применения

Такой источник питания предназначен для обеспечения питания некоторого измерителя из состава оборудования технологического контроля. Этот измеритель получает свое питание от повышающего источника питания на +24 В, который также обеспечивает трансформаторную изоляцию устройства от напряжения входной шины. Схема рассматриваемого преобразователя показана на рис. 3.66.

Рис. 3.66. Схема обратноходового преобразователя с ШИМ на 28 Вт, работающего в токовом режиме

Спецификации

Напряжение Км’-

•                +5 VDC при максимальном токе 2 А, минимальный ток — 0,5 А; . +12 VDC при токе 0,5 А;

. -12 VDC при токе 0,5 А; . +24 VDC при токе 0,25 А. Напряжение Vm:

•                18-36 VDC — требуемый рабочий диапазон;

•                +24 VDC — номинальное напряжение входной линии.

Предпроектные оценки "черного ящика" (см. раздел 3.4)

Полученные величины указывают, что для первичной обмотки трансформатора следует использовать провод #18 по стандарту AWG или эквивалентный ему.

Выбираем частоту работы источника питания равной 40 кГц (Г0П(таХ) = 12,5 мкс).

Проектирование обратноходового трансформатора (см. раздел 3.5.5)

Проверяем энергетическую пропускную способность сердечника:

Используем кольцевой МРР-сердечник. Процедура выбора размеров сердечника описана в разделе 3.5.5. Оценим требуемые размеры сердечника:

Со ссылкой на рис. 3.21 предлагаем элемент под номером 55310-А2 с проницаемостью, равной 125. Этот сердечник имеет величину Ai, равную 90 мГн/1000 Тл. Количество витков для первичной обмотки:

Округляем значение Npi\ до 17 витков.

Количество витков вторичной обмотки для выхода с самым низким уровнем выходного напряжения (+5 В) (имеется в виду выпрямитель Шотки):

Округляем значение Nsec до 5 витков.

Другие обмотки будут иметь следующее количество витков (подразумевая выпрямители на диодах с накоплением заряда):

Округляем значение А^п в) до 12 витков (для входа-12 В — то же самое).

Округляем значение N^B) До 23 витков.

Значение рассогласования на каждом выходе составляет:

. ±12 В —+0,3 В;

•                +24 В — +0,4 В (приемлемо).

Был выбран автотрансформаторный тип вторичной обмотки. Это означает, что обмотки с более высоким уровнем напряжения будут включать обмотки с более низким уровнем напряжения. Количество витков и диаметр проводов:

•                +5 В — 5 витков, провод #17 по AWG (используем 3 жилы провода #22);

•                +12 В — 7 витков, провод #21 по AWG;

•                -12 В — 12 витков, провод #21 по AWG;

•                +24 В — 11 витков, провод #26 по AWG;

•                первичная обмотка — 17 витков, провод #19 по AWG (используем 2 жилы провода #22).

Методика намотки трансформатора

Применять бифилярную намотку для всех обмоток трансформатора неэкономично. Вместо этого применим методику выборочной бифилярной намотки. Первичная обмотка будет свита с обмоткой +24 В, а обмотки +12Ви-12Вдо намотки на сердечник будут свиты друг с другом. Обмотка +24 В будет действовать как ограничительная обмотка для первичной, понижая всплески напряжения в моменты размыкания ключа.

Обмотка +5 В наматывается первой и равномерно распределяется по окружности кольцевого сердечника. Следующей наматывается связка первичной обмотки и обмотки +24 В — равномерно по кругу сердечника. Последней на сердечник наматывается связка обмоток +12 В и -12 В. Эта обмотка может физически "вдавливаться" в предыдущую обмотку.

Для целей производства типичный подход к монтажу заключается в том, чтобы разместить готовый сердечник на контактной колодке и залить сборку сердечника герметизирующим компаундом. В результате сборка будет защищена от случайных повреждений, и ее можно легко разместить на печатной плате.

Выбор ключа и выпрямителей

Ключ

В данном случае есть явное преимущество в использовании мощного полевого МОП-транзистора: у него меньше потери драйвера и переключений.

На этом завершается проектирование элементов компенсации контура обратной

связи. Кривые для усилителя ошибки и общие графики также показаны на рис. 3.67. Список элементов схемы:

•                CI, С4 — 0,1 мкФ, 100 В, керамические;

•                С2, СЗ — 100 мкФ, 50 В, оксидно-электролитические алюминиевые;

•                С5 — 10 мкФ, 20 В, танталовый;

•                С6 — 0,015 мкФ, керамический;

•                С7 — 82 пФ, 50 В, керамический;

•                С8 — 0,022мкФ, 50 В, керамический; .      С9 — 470 пФ, 50 В, керамический;

•                СЮ — 47 мкФ, 35 В, танталовый;

•                CI 1 — 100 мкФ, 20 В, танталовый;

•                С12 — 0,1 мкФ, 50 В, керамический;

.           С13, С14 — 220 мкФ, 10 В, танталовые;

•                С15 — 100 мкФ, 20 В, танталовый;

.           D1 — 11 В, 500 мВт, стабилитрон 1N5241;

.           D2 — 1N4148;

.           D3 — MBR030;

.           D4, D5, D7 — MUR110;

.           D6 — 1N5824;

•                L1 — индуктор — см. текст выше; .           Ql —MPSA05;

•                Q2 — мощный полевой МОП-транзистор — МТР1 ON 1 ОМ; .        R1.R4- 18 кОм; 0,25 Вт;

.           R2—1,2 кОм; 0,5 Вт;

.           R3 — 270 кОм; 0,25 Вт;

.           R5 — 1 кОм; 0,25 Вт;

.           R6—120 Ом; 0,25 Вт;

.           R7 — 4,7 кОм; 0,25 Вт;

.           R8 —51 кОм; 0,25 Вт;

.           R9—ПОкОм; 0,25 Вт;

•                R10 — 1 кОм, переменное сопротивление; .            R11 — 2,2 кОм; 0,25 Вт;

•                Т1 — трансформатор — по заказу; . U1 — микросхема UC3845AN.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты