Múin tú 6 scil dearaidh soláthair cumhachta
01 Aimplitheoir Maighnéadach Ferrite i Soláthar Cumhachta Flyback
Le haghaidh aischuir dé-aschuir le fíorchumhacht ar an dá aschur (5V 2A agus 12V 3A, an dá rialú ag ± 5 faoin gcéad ), nuair a shroicheann an voltas 12V téann sé isteach i stát ualaigh nialasach agus ní féidir é a choigeartú laistigh den teorainn 5 faoin gcéad. Is réiteach inmharthana é rialtóir líneach, ach fós níl sé idéalach mar gheall ar a chostas ard agus caillteanas éifeachtúlachta.
Is é an réiteach atá molta againn ná aimplitheoir maighnéadach a úsáid ar an aschur 12V, is féidir fiú topology flyback a úsáid. Chun costas a laghdú, moltar amplifier maighnéadach ferrite a úsáid. Mar sin féin, tá ciorcad rialaithe an amplifier maighnéadach ferrite difriúil ón ábhar lúb hysteresis dronuilleogach traidisiúnta (ábhar tréscaoilteachta maighnéadach ard). Sinníonn ciorcad rialaithe an fheirrite (D1 agus Q1) sruth chun cumhacht a choinneáil ag an aschur. Tá tástáil críochnúil déanta ar an gciorcad seo. Tá foirceannadh an claochladáin deartha le haghaidh aschur 5V agus 13V. Is féidir leis an gciorcad fiú fo-1W cumhacht ionchuir (5V 300mW agus 12V ualach nialasach) a bhaint amach agus rialáil ±5 faoin gcéad ar an aschur 12V a bhaint amach.
02 Bain úsáid as ciorcad stua crowbar atá ann cheana féin chun cosaint forshrutha a sholáthar
Smaoinigh ar sholáthairtí aisiompaithe 5V 2A agus 12V 3A. Ceann de na príomh-shonraíochtaí den soláthar cumhachta seo ná cosaint róchumhachta (OPP) ar an aschur 5V nuair nach sroicheann an t-aschur 12V aon ualach nó ualach an-éadrom. Tá ceanglas rialála voltais ±5 faoin gcéad i gceist leis an dá aschur.
Maidir le réitigh choiteanna, díghrádaíonn úsáid friotóirí braite feidhmíocht trasrialála, agus tá fiúsanna costasach. Mar sin féin, tá ciorcaid crowbar le haghaidh cosanta overvoltage (OVP) ar fáil anois. Tá an ciorcad seo in ann freastal ar riachtanais OPP agus rialacháin voltais, is féidir a bhaint amach trí úsáid a bhaint as ciorcad páirteach stua crowbar.
Déanann R1 agus VR1 réamh-ualach gníomhach ar an aschur 12V, a cheadaíonn rialáil 12V nuair a bhíonn an t-aschur 12V luchtaithe go héadrom. Nuair a bhíonn an t-aschur 5V i riocht ró-ualach, laghdóidh an voltas ar an aschur 5V. Tarraingíonn ualaí Caochadán go leor reatha. Is féidir titim voltais trasna R1 a úsáid chun an sruth mór seo a bhrath. Casann Q1 an ciorcad OPP ar siúl agus cuireann sé faoi deara é.
03 Rialtóir shunt gníomhach agus réamhualach
Is é Flyback an topology is mó tóir faoi láthair i réimse na dtáirgí soláthair cumhachta a aistriú ó voltas líne AC go DC ísealvoltais. Cúis mhór leis seo is ea an éifeachtúlacht costais ar leith a bhaineann le ilvoltas aschuir a sholáthar trí go simplí foirceannadh breise a chur leis an gclaochladán tánaisteach.
De ghnáth, tagann an t-aiseolas ón aschur leis na ceanglais lamháltais aschuir is déine. Sainmhíníonn an t-aschur seo ansin na casadh in aghaidh an bholta do gach foirceannadh tánaisteach eile. De bharr éifeachtaí ionduchtais sceite, ní féidir leis na haschuir an tras-rialachán voltais aschuir inmhianaithe a bhaint amach i gcónaí, go háirithe má d’fhéadfadh aschur áirithe a bheith díluchtaithe nó luchtaithe go han-éadrom toisc go bhfuil na haschuir eile lánluchtaithe.
Is féidir ualach iar-rialtóra nó caochadán a úsáid chun an voltas ag an aschur a chosc ó ardú faoi na coinníollacha sin. Mar gheall ar chostas méadaithe agus éifeachtúlacht laghdaithe na n-iar-rialtóirí nó na n-ualaí caochadán, áfach, ní raibh siad sách tarraingteach, go háirithe le blianta beaga anuas maidir le tomhaltas cumhachta ionchuir gan ualach agus/nó fuireachas i go leor feidhmeanna tomhaltóirí. Faoi choinníoll na gceanglas rialála atá ag éirí níos déine, thosaigh an dearadh seo le faillí. Ní hamháin go réitíonn an rialtóir shunt gníomhach a thaispeántar i bhFíor 3 an fhadhb rialacháin voltais, ach laghdaítear an tionchar costais agus éifeachtúlachta freisin.
Oibríonn an ciorcad mar seo a leanas: Nuair a bhíonn an dá aschur i rialú, roinntear friotóir R14 agus R13 trasraitheoir claonta Q5, a choimeádann Q4 agus Q1 as. Faoi na coinníollacha oibriúcháin seo, feidhmíonn an sruth trí Q5 mar réamh-ualach beag ar an aschur 5V.
Is é 1.7V an difríocht chaighdeánach idir an t-aschur 5V agus an t-aschur 3.3V. Nuair a éilíonn an t-ualach sruth breise ón aschur 3.3V gan méadú comhionann ar an sruth ualach ón aschur 5V, méadóidh an voltas aschuir i gcomparáid leis an aschur 3.3V. Le difríocht voltais níos mó ná thart ar 100 mV, beidh Q5 claonta, ag casadh ar Q4 agus Q1 agus ag ligean don sruth sreabhadh ón aschur 5V go dtí an t-aschur 3.3V. Laghdóidh an sruth seo an voltas ag an aschur 5V, ag laghdú an difríocht voltais idir an dá aschur.
Cinntear méid an tsrutha i Q1 ag an difríocht sa voltas ag an dá aschur. Mar sin, is féidir leis an gciorcad an dá aschur a rialú beag beann ar a luchtú, fiú amháin sa chás is measa ina bhfuil an t-aschur 3.3V luchtaithe go hiomlán agus an t-aschur 5V díluchtaithe. Soláthraíonn Q5 agus Q4 sa dearadh cúiteamh teochta ós rud é go gcealaíonn na hathruithe teochta VBE i ngach trasraitheoir a chéile. Níl gá le dé-óid D8 agus D9 ach is féidir iad a úsáid chun diomailt cumhachta a laghdú i Q1, rud a chuir deireadh leis an ngá atá le doirteal teasa a chur leis an dearadh.
Ní fhreagraíonn an ciorcad ach leis an difríocht choibhneasta idir an dá voltas agus tá sé neamhghníomhach den chuid is mó ag coinníollacha ualaigh iomlána agus éadroma. Ós rud é go bhfuil an rialtóir shunt ceangailte ón aschur 5V go dtí an t-aschur 3.3V, is féidir leis an gciorcad diomailt gníomhach a laghdú 66 faoin gcéad i gcomparáid le rialtóir shunt bunaithe. Is é an toradh ardéifeachtúlacht ag ualach iomlán agus tomhaltas ísealchumhachta ó ualach éadrom go gan aon ualach.
04 Ionchur Ardvoltais a Athrú Soláthar Cumhachta le StackFET
Is minic go n-éilíonn trealamh tionsclaíoch a oibríonn ar AC trí phas céim chumhachta chúnta a fhéadfaidh DC íseal-voltais rialaithe a sholáthar do chiorcaid analógacha agus digiteacha. I measc samplaí d’fheidhmchláir den sórt sin tá tiomántáin thionsclaíocha, córais UPS agus méadair fuinnimh.
Tá na sonraíochtaí don chineál seo soláthair cumhachta i bhfad níos déine ná iad siúd a theastaíonn le haghaidh lasca caighdeánacha lasmuigh den tseilf. Ní hamháin go bhfuil na voltais ionchuir níos airde sna feidhmchláir seo, ach caithfidh trealamh atá deartha le haghaidh feidhmeanna trí phas i dtimpeallachtaí tionsclaíocha luaineachtaí an-leathan a fhulaingt freisin - lena n-áirítear amanna tumtha sínte, borrtha cumhachta, agus caillteanas ó am go chéile de chéim amháin nó níos mó. Chomh maith leis sin, féadfaidh an raon sonraithe voltais ionchuir do na soláthairtí cúnta seo a bheith chomh leathan le 57 VAC go 580 VAC.
Is féidir a bheith ina dhúshlán soláthar cumhachta lasctha raon leathan den sórt sin a dhearadh, go príomha mar gheall ar ardchostas MOSFETanna ardvoltais agus teorannú raon dinimiciúil lúb rialaithe traidisiúnta PWM. Ceadaíonn teicneolaíocht StackFET meascán de MOSFETanna ísealvoltais rátáilte 600V agus rialaitheoirí soláthair cumhachta comhtháite ó Power Integrations, a cheadaíonn dearadh simplí agus saor ar sholáthairtí cumhachta aistrithe atá in ann oibriú thar raon leathan voltais ionchuir.
Oibríonn an ciorcad mar seo a leanas: Is féidir leis an sruth ag ionchur an chuaird teacht ó chóras trí-chéim trí-sreang nó ceithre-sreang, nó fiú ó chóras aon phas. Tá an ceartaitheoir trí phas comhdhéanta de dé-óidí D1-D8. Soláthraíonn friotóirí R1-R4 teorannú srutha inrush. Má úsáidtear friotóirí in-chomhleáite, is féidir na friotóirí seo a dhínascadh go sábháilte le linn locht gan gá le fiús ar leith. Is éard atá sa scagaire pi ná C5, C6, C7, C8, agus L1 chun an voltas DC ceartaithe a scagadh.
Úsáidtear friotóirí R13 agus R15 chun an voltas idir na toilleoirí scagaire ionchuir a chothromú. Nuair a chasann an MOSFET taobh istigh den lasc chomhtháite (U1) ar siúl, tarraingfear foinse Q1 íseal, cuirfidh R6, R7, agus R8 sruth geata ar fáil, agus casfaidh an toilleas acomhal ó VR1 go VR3 ar Q1. Úsáidtear dé-óid Zener VR4 chun teorainn a chur leis an voltas foinse geata a chuirtear i bhfeidhm ar Q1. Nuair a bhíonn an MOSFET in U1 múchta, tá an voltas draein uasta de U1 clampáilte ag líonra clampála 450 V comhdhéanta de VR1, VR2 agus VR3. Cuireann sé seo teorainn le voltas draein U1 go timpeall 450 V.
Cuirfear aon voltas breise ag deireadh na foirceannadh atá nasctha le Q1 i bhfeidhm ar Q1. Dáileann an dearadh seo go héifeachtach an voltas DC ionchuir coigeartaithe iomlán agus an voltas aisfhillte idir Q1 agus U1. Úsáidtear friotóir R9 chun ascaluithe ardmhinicíochta a theorannú le linn an aistrithe, agus úsáidtear líonra clamp VR5, D9 agus R10 chun an buaicvoltas ar an mbunscoil a theorannú de bharr ionduchtais sceite le linn an eatramh flyback.
Soláthraíonn D1 ceartú aschuir. Is é C2 an scagaire aschuir. Cruthaíonn L2 agus C3 scagaire tánaisteach chun ripple lascadh ag an aschur a laghdú.
Casann VR6 air nuair a sháraíonn an voltas aschuir an titim iomlán voltais ar fud an dé-óid optocoupler agus VR6. Athrú ar an voltas aschuir is cúis le hathrú ar an sreabhadh sruth tríd an dé-óid optocoupler in U2, rud a athraíonn an sreabhadh sruth tríd an trasraitheoir in U2B. Nuair a sháraíonn an sruth seo an sruth tairsí bioráin FB de U1, cuirtear bac ar an gcéad timthriall eile. Is féidir rialáil aschuir a bhaint amach trí líon na dtimthriallta cumasaithe agus díchumasaithe a rialú. Nuair a chuirtear timthriall lasctha ar siúl, críochnaíonn an timthriall nuair a ardaíonn an sruth go teorainn inmheánach sruth U1. Úsáidtear R11 chun an sruth a theorannú tríd an optocoupler le linn ualaí neamhbhuan agus chun gnóthachan an lúb aiseolais a choigeartú. Úsáidtear friotóir R12 chun dé-óid Zener VR6 a chlaonadh.
Tá feidhmeanna ionsuite ag IC U1 (LNK 304) ionas go mbeidh an ciorcad cosanta i gcoinne caillteanas comhartha aiseolais, ciorcad gearr ag an aschur agus ró-ualach. Ós rud é go bhfuil U1 á thiomáint go díreach óna bioráin DRAIN, ní gá aon foirceannadh claonta breise ar an gclaochladán. Úsáidtear C4 chun díchúpláil inmheánach an tsoláthair a sholáthar.
05 Is féidir le rogha maith dé-óidí coigeartaithe costas na gciorcaid scagairí EMI i dtiontairí AC/DC a shimpliú agus a laghdú
Is féidir leis an gciorcad seo costas ciorcaid scagairí IEA i dtiontairí AC/DC a shimpliú agus a laghdú. Chun soláthar cumhachta AC/DC a dhéanamh teastaíonn úsáid a bhaint as líon mór comhchodanna scagaire IEA amhail toilleoirí X agus Y chun soláthar cumhachta AC/DC a chomhlíonann IEA. Áirítear le ciorcaid ionchuir chaighdeánacha do sholáthairtí cumhachta AC/DC ceartaitheoir droichid chun an voltas ionchuir a cheartú (50-60 Hz go hiondúil). Ós rud é gur voltas ionchuir AC minicíocht íseal é seo, is féidir dé-óid chaighdeánach ar nós an tsraith dé-óid 1N400X a úsáid, freisin toisc gurb iad seo na cinn is lú costasaí.
Úsáidtear na gléasanna scagaire seo chun an IEA a ghineann an soláthar cumhachta a laghdú chun cloí leis na teorainneacha EMI foilsithe. Mar sin féin, ós rud é nach dtosaítear na tomhais a úsáidtear chun EMI a thaifeadadh ach ag 150 kHz, agus nach bhfuil an minicíocht voltas líne AC ach 50 nó 60 Hz, is é an t-am aisghabhála droim ar ais na dé-óidí caighdeánacha (féach Fíor 5-1) a úsáidtear i coigeartóirí droichead. sách mall. fada agus de ghnáth ní bhaineann sé go díreach le giniúint IEA.
Mar sin féin, áiríodh le ciorcaid scagaire ionchuir san am atá caite toilleoirí i gcomhthreo leis an gcoigeartóir droichead chun aon tonnfhoirmeacha ardmhinicíochta a chosc mar gheall ar cheartú an voltas ionchuir ísealmhinicíochta.
Níl gá leis na toilleoirí seo má úsáidtear dé-óid athshlánaithe tapa sa choigeartóir droichead. Nuair a thosaíonn an voltas trasna na dé-óidí seo ag cúlú, téarnaíonn siad go han-tapa (féach Fíor 5-2). Laghdaíonn sé seo excitation ionduchtach líne strae sa líne ionchuir AC trí snaps múchta ardmhinicíochta agus EMI ina dhiaidh sin a laghdú. Ós rud é gur féidir le 2 dé-óid gach leath-thimthriall a dhéanamh, ní gá ach 2 de na 4 dé-óid a bheith ina gcineálacha aisghabhála tapa. Mar an gcéanna, ní gá go mbeadh tréith aisghabhála tapa ag ach ceann amháin den dá dhé-óid a sheolann gach leath-thimthriall.
Léiríonn an voltas ionchuir agus na tonnta reatha an léim dé-óid ag deireadh an aisghabhála droim ar ais.
06 Úsáid Soft-Start chun Aschuir Ísealchostais a Dhíchumasú chun Spící Reatha a Choinneáil
Chun sonraíochtaí déine cumhachta fuireachais a chomhlíonadh, déantar roinnt soláthairtí cumhachta aschuir iolracha a dhearadh chun an t-aschur a dhícheangal nuair a bhíonn an comhartha fuireachais gníomhach.
Go hiondúil, déantar é seo trí thrasraitheoir dépholach sraithe (BJT) nó MOSFET a mhúchadh. I gcás aschuir srutha ísle, is féidir le BJTanna a bheith ina rogha malartach oiriúnach agus níos lú costas seachas MOSFETanna má tá an claochladán cumhachta deartha leis an titim bhreise voltais ar fud na trasraitheoirí san áireamh.
