Convertisseur AC/DC monopuce avec PFM. Schéma, description

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Convertisseur AC/DC monopuce avec PFM. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Convertisseurs de tension, redresseurs, onduleurs

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L'alimentation à découpage asymétrique de moyenne puissance (SMPS) présentée dans l'article peut être utilisée pour remplacer un adaptateur réseau conventionnel construit sur la base d'une alimentation linéaire.

Principales caractéristiques techniques

Plage de tensions alternatives admissibles du secteur, V......80...276
Le nombre de phases de la tension secteur ...... 1
Tension de sortie constante nominale, V ...... 20
Le courant maximal admissible consommé par la charge, A ...... 4
Courant consommé par l'alimentation du secteur sans charge, mA......13
Plage de contrôle de fréquence de conversion typique, kHz......20...70

Le schéma de principe de l'alimentation est illustré à la fig. une.

Convertisseur AC/DC monopuce avec PFM

SMPS a une isolation galvanique des circuits d'entrée et de sortie. Le composant principal du SMPS est un microcircuit spécialisé de la marque 1182EMZ de la société Bryansk SPC "SIT". Des informations de référence sur la puce 1182EMZ peuvent être trouvées dans la référence [1, p. 34, 35], qui, en particulier, dit que ce microcircuit n'a pas d'analogues. Les avantages du microcircuit de ce SMPS résident dans la présence d'une protection intégrée contre les surcharges du courant de charge et la surchauffe de son cristal semi-conducteur. Le microcircuit fonctionne sur le principe de la modulation de fréquence d'impulsions (PFM) avec une plage de fréquence de génération de 20 kHz à 70 kHz. La plage de fréquences de fonctionnement du PFM peut être modifiée en modifiant l'inductance de l'enroulement primaire du transformateur de tension à impulsions TV1. L'amplitude des impulsions de tension appliquées à l'enroulement primaire du transformateur TV1 dépend de la tension de claquage électrique de la diode zener VD1.

Objectif et remplacement éventuel des composants

Le composant à deux sections SA1 est un interrupteur de puissance et FU1 est un fusible qui protège l'alternateur de réseau contre les surcharges en cas de panne de la puce DA1. Le condensateur céramique haute tension C1, qui peut provenir des marques K15-5, K15-U2, KSO-10, KSO-11 ou KSO-13, supprime l'ondulation générée par le convertisseur, qui se compose d'une puce DA1 et un transformateur d'impulsions TV1. Ce condensateur doit nécessairement avoir les paramètres parasites d'inductance et de résistance les plus faibles possibles, et doit également fonctionner de manière fiable lorsqu'une tension alternative est appliquée aux plaques.

Un redresseur simple alternance, monté sur une diode VD2 et un filtre capacitif sur un condensateur C2, assure le fonctionnement de la puce DA1. La diode VD2 peut être remplacée par des appareils des marques SF12, SF14, UF4002, US1D ou KD212A, et le condensateur C2 peut être utilisé par les marques K73-11, K73-20, K73-15, K73-16, K73-22 ou K73P-2. Le condensateur électrolytique C3 est conçu pour supprimer l'ondulation de la tension continue appliquée à la charge. Ce condensateur C3 peut être pris du type K50-6, K50-29, K50-31 ou un condensateur importé similaire, qui a les dimensions les plus petites possibles. La diode VD3 de marque BYW80-200 redresse la tension d'impulsion induite sur l'enroulement III du transformateur de tension TV1. Il est nécessaire d'assurer un contact thermique de cette diode avec le refroidisseur de la puce DA1, pour lequel il peut être nécessaire d'utiliser un joint en un matériau électriquement isolant tel que le mica ou la céramique au béryllium. La diode VD3 doit être haute fréquence ou pulsée ; il est permis de le remplacer par l'appareil 15ETH03, MUR820, KD213A, KD213B ou KD213V.

La puce DA1 doit être montée sur un refroidisseur de marque HS113, HS118, HS134, HS184 ou similaire en utilisant de la pâte thermique KPT-8. Le microcircuit est enfermé dans un boîtier métal-plastique "Multiwatt-9" et a l'affectation des broches suivante :

1 - la sortie est destinée au raccordement de l'enroulement primaire du transformateur ;

2 et 3 - conclusions pour l'alimentation en tension alternative du réseau ;

4 - la sortie est nécessaire pour connecter l'enroulement primaire du transformateur ; 5, 6 et 9 - non impliqué ;

7 - fil commun local du microcircuit;

8 - sortie pour connecter une diode zener. La température de fonctionnement du chauffage du cristal semi-conducteur du microcircuit est comprise entre -40°С et +150°С. La résistance thermique typique du boîtier de la puce cristalline est de 4°C/W, et la résistance thermique du cristal à l'environnement atteint 50°C/W. Le seuil de protection contre la surchauffe du cristal de la micropuce se situe dans la plage de +135°С à +160°С. De plus, le microcircuit résiste à un potentiel statique avec une tension allant jusqu'à 2 kV.

Le transformateur de tension à impulsions TV1 est réalisé sur un noyau de ferrite de taille SH12x15. Le grade de ferrite peut être 2500NMS1, 2500NMS2 ou 3000NMS. La longueur de l'entrefer amagnétique est choisie pour obtenir une inductance d'enroulement primaire de 2,5 mH (dans ce cas, la fréquence de conversion sera d'environ 30 kHz). L'enroulement I est formé de 47 spires, l'enroulement de 11-14 spires et l'enroulement III de 24 spires de fil PEV, PEL ou PELSHO. Le diamètre du fil avec l'isolation de l'enroulement I est de 0,41 mm, les enroulements 11-0,14 mm et les enroulements III - 0,89 mm. Bien que des diamètres aussi importants de fils de bobinage conduisent à des pertes accrues dues aux effets de peau, cela peut être toléré ou un fil de litz de section équivalente peut être utilisé. Chaque enroulement est isolé l'un de l'autre par trois couches de film Mylar, laqué ou Téflon.

La résistance fixe R1 et la LED HL1 forment un circuit pour indiquer l'état passant de l'alimentation et représentent également une petite charge non commutable d'un convertisseur à cycle unique. La résistance R1 peut être utilisée des marques MLT, OMLT, S2-22, S2-23 ou similaire. La LED peut être de marque KIPM05D-1Zh, KIPM05D1-1Zh, KIPM05E-1Zh, KIPM05E1-1Zh, KIPM06D-1Zh, KIPM07D-1Zh, KIPD35A-Zh ou similaire.

conception

Lors de l'installation du SMPS, toutes les connexions doivent être réalisées avec des conducteurs aussi courts que possible. Il est conseillé de plier les pattes 2 et 3 de la puce DA1 dans des sens opposés pour éviter panne et court-circuit.

Réglage et ajustement

L'alimentation doit commencer à fonctionner immédiatement, sans forger. Cependant, il peut être nécessaire de sélectionner le nombre de spires de l'enroulement III du transformateur TV1 pour un réglage plus précis de la tension de sortie. Si vous entendez un grincement ou d'autres sons étrangers pendant le fonctionnement du SMPS, vous devez modifier l'inductance de l'enroulement primaire du transformateur de tension d'impulsion TV1, ajustant ainsi la plage de fréquences PFM.

littérature

Circuits intégrés : Microcircuits pour alimentations à découpage et leur application. 2e édition. - M. : DODEKA, 2000. - 608 p.

Auteur : E. Moskatov, Taganrog, moskatov.narod.ru

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