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
คู่ของ: วงจรอินเวอร์เตอร์ IC 556 Pure Sine Wave ถัดไป: วงจรตั้งเวลารีเลย์หน่วงเวลาเทอร์โมสตัท