12V-7A AC إلى DC Flyback تحويل التيار الكهربائي
الجزء الأكثر أهمية في أي جهاز إلكتروني هو وحدة إمداد الطاقة. أي عدم استقرار أو خلل في هذا الجزء يؤدي إلى توقف الجهاز عن عمله أو ظهور سلوك غريب. في هذا المقال/الفيديو، قمت بتقديم مصدر طاقة تحويل التيار المتردد إلى التيار المستمر الذي يحول 180 فولت – 260 فولت تيار متردد إلى 12 فولت تيار مستمر، والذي يمكن استخدامه في تطبيقات مختلفة.
الحد الأقصى لتوصيل الطاقة لمصدر الطاقة هذا هو 84 واط، مما يعني أنه يمكنه التعامل مع 7 أمبير بشكل مستمر عند إخراج 12 فولت. يمكن للمحول توصيل تيارات أعلى، ومع ذلك، تم أخذ الغرض التعليمي (اللف اليدوي للمحول) والضغط الحراري على وحدة التحكم في التبديل (أقصى تيار لـ MOSFET لوحدة التحكم حوالي 2.3 أمبير، عند 7 أمبير). شريحة التحكم هي KA1M0565، والتي تستخدم مقاومة بدء التشغيل 470K ولفًا مساعدًا صغيرًا على المحول. قلب الفريت للمحول هو ER28-17-11، وتردد التبديل هو 67 كيلو هرتز. يسمح مقياس الجهد للمستخدم بضبط جهد الخرج بدقة وضبطه على 12 فولت.
لتصميم المخطط التخطيطي وثنائي الفينيل متعدد الكلور، استخدمت Altium Designer 24 وموقع Octopart الإلكتروني لجمع معلومات المكونات الضرورية بسرعة وإنشاء قائمة مكونات الصنف (BOM). لقد استخدمت Siglent SDL1020X-E DC Load وSiglent SDS2102X Plus راسم الذبذبات لاختبار اللوحة لانخفاض الجهد والتوصيل الحالي وضوضاء الإخراج. يبلغ انخفاض جهد الخرج حوالي 40 مللي فولت فقط عند الحد الأقصى لتيار الخرج.
تحليل الدائرة
ويبين الشكل 1 الرسم التخطيطي للجهاز. قلب الدائرة ووحدة التحكم في التبديل هي شريحة KA1M05651.
P1 هو طرف إدخال التيار المتردد (KF127). F1 عبارة عن مصهر 1A 250V-AC لحماية الدائرة. R1 هو المكثف 10D516K2 لحماية الدائرة ضد العابرين وطفرات الجهد. C2 وC3 هما 100nF-275VAC3 المكثفات، و T1 عبارة عن خنق الوضع الشائع بقدرة 10 مللي أمبير لتقليل ضوضاء جهد التيار المتردد. BR1 هو جسر DB107G لتصحيح جهد التيار المتردد4، و C1 عبارة عن مكثف 100 فائق التوهج – 400 فولت لتقليل تموج الجهد.
تقوم D3 وR2 وC5 ببناء دائرة عازلة لتثبيط ارتفاعات جهد الملف الأولي. يجب أن يكون D3 عبارة عن صمام ثنائي بطيء مثل FR2075. يوفر R4 التيار الأولي (بدء التشغيل) لـ IC1. بعد بدء التشغيل، يعمل الملف المساعد للمحول على تشغيل IC1. تقوم D2 وR5 وC10 بتصحيح جهد الملف المساعد، كما يقوم D4 بحماية IC1 من أي جهد زائد.
IC1 هو جهاز التحكم بالتبديل KA1M0565. وفقًا لورقة البيانات: “تم تصميم عائلة منتجات Fairchild Power Switch (FPS) خصيصًا لأجهزة SMPS غير المتصلة بالإنترنت مع الحد الأدنى من المكونات الخارجية. يتكون مفتاح الطاقة Fairchild (FPS) من طاقة عالية الجهد SenseFET ووحدة تحكم PWM للوضع الحالي IC. تتميز وحدة التحكم PWM بمذبذب ثابت متكامل، وقفل الجهد المنخفض، وتقطيع الحافة الأمامية، ومحرك تشغيل/إيقاف تشغيل البوابة الأمثل، وحماية الإغلاق الحراري، وحماية الجهد الزائد، ومصادر التيار الدقيقة المعوضة لدرجة الحرارة لتعويض الحلقة، وحماية الأخطاء دائرة كهربائية. مقارنةً بوحدات MOSFET المنفصلة ووحدة التحكم أو حل محول تحويل RCC، يمكن لمفتاح طاقة Fairchild (FPS) تقليل إجمالي عدد المكونات وحجم التصميم والوزن مع زيادة الكفاءة والإنتاجية وموثوقية النظام. إنه يحتوي على منصة أساسية مناسبة تمامًا للتصميم الفعال من حيث التكلفة إما في المحول الخلفي أو المحول الأمامي.
OP1 هو optocoupler PC8176 الذي يوفر عزلًا كلفانيًا بين النقاط الأرضية الأولية ونقاط الخرج ومسار التغذية الراجعة لـ IC1 لاستشعار جهد الخرج (باستخدام Reg1) وتنظيمه. D1 هو MBR20100 ثنائي الدبوس7 صمام ثنائي شوتكي لتصحيح جهد الخرج. C6 … C9 و L1 عبارة عن مكونات تصفية لتقليل جهد الخرج. R3 عبارة عن حمل وهمي بقوة 25 مللي أمبير لتثبيت جهد الخرج. D5 عبارة عن مصباح LED أصفر مقاس 5 مم للإشارة إلى وجود جهد الخرج، مما يؤكد التشغيل الحقيقي لمصدر الطاقة.
محول
يجب عليك تحضير المواد ولف المحول باتباع التعليمات التالية:
أ. نواة الفريت: ER28-17-11 (على سبيل المثال: نواة B66433، TDK)
ب. البكرة: 6+6، أفقية (الشكل 2) [8]
ج. اللف الأولي (دبوس 1 إلى دبوس 3): 56 دورة لسلك 0.5 مم * 1 (الحث: 568uH)
د. اللف المساعد (دبوس 5 إلى دبوس 6): 9 دورات لسلك 0.3 مم * 1
E. لف الخرج: (Pin-7,8,9 إلى Pin-10,11,12): 5 دورات 0.5 مم * 10 أسلاك (10 أسلاك متوازية)
ابدأ الإجراء عن طريق لف الملف الأساسي في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة. ثم ضع النوى الفريتية في مكانها (في المكوك) وقم بقياس محاثة الملف الأولي باستخدام مقياس LCR. إذا كان بإمكانك تحديد تردد القياس على جهاز قياس LCR الخاص بك، فإن أفضل تردد هو 67 كيلو هرتز (تردد تبديل المحول)، وإلا فاضبطه على 40 كيلو هرتز. قم بطحن الجزء الأوسط من قلب الفريت (الشكل 3) وقم بقياس محاثة الملف الأولي حتى تقيس قيمة قريبة من 568uH. إن التسامح البسيط مقبول ولا يسبب مشاكل (على سبيل المثال 580uH أو 550uH).
بقية المهمة سهلة. اتبع الشكل 4 وقم بلف النوافذ المساعدة والثانوية. يجب أن يتبع اتجاه دوران الملفات المساعدة والثانوية الملف الأولي. انتبه إلى النقاط أو نقاط البداية أيضًا.
مغو L1
قلب الفريت للمحث L1 هو T80-26B، المعادن الدقيقة (الشكل 5). القطر الخارجي للنواة 20.3 ملم، القطر الداخلي 12.6 ملم، وارتفاع الحلقة 6.3 ملم. يجب عليك استخدام سلكين مقاس 0.8 مم على التوازي (0.8 مم * 2) ولفهما لمدة 20 دورة، ومع ذلك، فإن عدد اللفات ليس بالغ الأهمية. هذا المحث مخصص لتقليل الضوضاء، لذا يمكنك استخدام النوى والأسلاك الأخرى طالما أن النواة مناسبة للوحة ولا تتشبع عند الحد الأقصى للتيار.
تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور
ويبين الشكل 6 تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور للتصميم. إنها لوحة PCB ذات طبقة واحدة، وجميع المكونات من خلال الفتحة. المكونات التي تحمل العلامة “J” هي مقاومات صفر أوم.
التجميع والاختبار
يوضح الشكل 7 لوحة PCB المجمعة. لقد استخدمت حمل التيار المستمر لاختبار تنظيم الجهد وانخفاض جهد الخرج. أولاً، قمت باختبار جهد الخرج دون أي حمل، وثانيًا مع الحد الأقصى للحمل 7A (الشكل 8). لإجراء اختبار مفصل، يرجى مشاهدة فيديو يوتيوب. تحتوي شريحة التحكم على دائرة تشغيل ناعمة مضمنة، مما يوفر بدء تشغيل مصدر طاقة خاليًا من الشرر.
المزيد من التحسينات
إحدى الطرق الفعالة لتقليل محاثة التسرب للملف الأولي هي طريقة الساندويتش. قم بلف النصف الأول من الملف الأساسي من Pin-1 إلى Pin-2، ثم الملف المساعد الكامل، ثم الملف الثانوي الكامل، وأخيرًا النصف الثاني من Pin-2 إلى Pin-3.
لتقليل ضوضاء الإخراج ومقاومة المسار الأرضي بشكل أكبر، قمت بإضافة طبقة أخرى أعلى لوحة PCB إلى الأرض فقط (الشكل 9).
مراجع
1 وحدة التحكم KA1M0565: https://octopart.com/ka1m0565rtu-onsemi-84329207?r=sp
2 مكثف 10D561K: https://octopart.com/mov-10d561k-bourns-19184788?r=sp
3 100nF-275VAC: https://octopart.com/158×104-cornell+dubilier-39388672?r=sp
4 جسر DB107G: https://octopart.com/db107g-navitas+semiconductor-147531161?r=sp
5 الصمام الثنائي FR207: https://octopart.com/fr207-multicomp-8119000?r=sp
6 PC817 أوبتوكوبلر: https://octopart.com/pc817xnnsz1b-sharp-80823687?r=sp
7 MBR20100 شوتكي ديود: https://octopart.com/mbr20100-sangdest+microelectronics-73875572?r=sp
8 بكرة ER28 6+6: https://www.patron-components.com/file_get.php?id=1980&type=db
ظهرت التدوينة 12V-7A AC إلى DC Flyback Switching Power Supply للمرة الأولى على Power Electronics News.
اكتشاف المزيد من موقع 5 كيلو
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
