Dieser Abwärtswandler wandelt einen 220-V-Wechselstromeingang von der Netzversorgung mit einem Wirkungsgrad von 90% in 5-V- oder 12-V- oder 24-V-Gleichstrom um.
Der vorgeschlagene Abwärtswandler ist eine SMPS-Schaltung, die den IC VIPer12A von verwendet STMicroelectronics .
Die Schaltung verwendet eine vernachlässigbare Anzahl externer Komponenten, kann jedoch direkt vom Netz-Wechselstromeingang aus betrieben werden.
Das Buck Converter Design
Wenn wir uns das gegebene Schaltbild ansehen, sehen wir, dass die Eingangsstufe einen Überspannungsbegrenzungswiderstand enthält, der wie eine Sicherung wirkt, eine Diode zum Gleichrichten des Wechselstroms und ein LC-Filternetzwerk zur weiteren Filterung der Gleichstrom-Tripel.
Das hier verwendete LC-Filter sorgt für eine bessere Gleichstromstabilisierung und eine verbesserte EMI-Reaktion.
Der Kondensator Cin1 kann eingeführt werden, um die EMI-Funktionalität weiter zu verstärken.
Der IC VIPer12A wird zum Haupt-PWM-Prozessorgerät, das im Alleingang die gesamte Buck-Umwandlung in der Schaltung durchführt.
Haupteigenschaften
Die Hauptspezifikationen der Konfiguration können wie folgt verstanden werden:
- AC-Eingangsspannung Vinac 80 - 285Vac
- Ausgangsstrom Iout 30mA
- Ausgangsstrom Iout 250mA
- Ausgangsspannung Vout1 + 24 ± 10% V.
- Ausgangsspannung Vout2 + 5V ± 5%
- Schaltfrequenz 60 kHz
- Ausgangsleistung ~ 1W
Wie es funktioniert
Die Schaltung ermöglicht zwei Ausgänge, wobei der 24-V-Ausgang durch eine Abwärtswandlerkonfiguration erreicht wird, während der 5-V-Ausgang über den Rücklaufmodus erfolgt.
Die Rückkopplungsspannung zum IC wird von Vout1 für die erforderliche Regelung des Ausgangs erfasst, diese Versorgung wird auch an den IC Vdd-Pin angelegt.
Die obige Verdrahtung wird möglich, indem eine einzelne Hochspannungsdiode und nur ein Kondensator verwendet werden, um genau zu sein D1 und C3, was die Verbindungen und die Kosten erheblich vereinfacht.
Der verwendete Induktor L besteht aus zwei Wicklungen, die über einen gemeinsamen Ferritkern miteinander gekoppelt sind.
Das Wickeln erfolgt durch geeignete Windungsverhältnisse, wobei N1 = 200 Windungen und N2 = 60 Windungen sind. Beide sind über ein PANASONIC ELC10D152E Ferritkernmaterial gewickelt.
Die Zenerdioden z1 und z2 sind installiert, um die Ausgänge vor Überspannungen zu schützen.
Ein Blindlastwiderstand ist an Vout1 befestigt, so dass in Situationen mit offener Last eine entsprechende Regelung über beide Ausgänge ausgeführt werden kann.
Obwohl das Hinzufügen des obigen Widerstands den Wirkungsgrad ein wenig beeinflusst, verbessert es das Spannungsregelungsverhalten der Schaltung hervorragend.
Die am Ausgang befestigten Gleichrichterdioden sind schnell ansprechende Arten mit schneller Wiederherstellung. D1 ist eine Hochspannungsdiode, da sie möglicherweise hohen Sperrspannungen ausgesetzt ist, die von der Zwischenkreisspannung geliefert werden. D2 ist eine normale Diode.
Teileliste für die vorgeschlagene einfache SMPS-Abwärtswandlerschaltung:
- Rr = 10 W 1/2 W.
- Rf = 10 kW 1/4 W
- R (Last) = 4,7 kW 1/4 W
- Cin = 4,7 & mgr; F, 450 V Elektrolytkondensator
- C1 = 33 μF, 50 V Elektrolytkondensator
- C2 = 100 μF, 16 V Elektrolytkondensator
- C3 = 1 μF, 25 V Elektrolytkondensator
- C4 = 22 nF Keramikkondensator
- Dr = Diode 1N4007
- D1 = Diode BA159 (schnell)
- D2 = Diode 1N4148 (schnell)
- D3 = Diode 1N4004
- Dz = 22 V Zener
- Dz1 = 27 V Zener
- Dz2 = 5,6 V Zener
- L 1 = 0,5 mH
- Lf = 470 μH Induktor
- IC1 = STMicroelectronics VIPer12ADIP
PCB-Design und Komponentenlayout der oben erläuterten SMPS-Abwärtswandlerschaltung unter Verwendung des IC VIPer12A
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