Im folgenden Inhalt werden zwei einfache 12-V-SMPS-Schaltkreise (1 Ampere Switch Mode Power Supply) unter Verwendung des sehr zuverlässigen VIPerXX-IC von ST microelectronics erläutert.
Mit dem Aufkommen moderner ICs und Schaltkreise wird die uralte Art der Stromversorgung mit Eisentransformatoren sicherlich veraltet.
Heutzutage sind Netzteile viel kompakter, kleiner und funktionieren effizienter. Hier diskutieren wir eine herausragende Schaltkreis-Stromversorgungsschaltung, die leicht zu Hause aufgebaut werden kann, um saubere, welligkeitsfreie 12 V DC abzuleiten.
Dank des ST Microelectronics IC, dem VIPer22A, der den Bau eines wirklich effizienten und kompakten SMPS-Netzteils auch mit nur wenigen elektronischen Teilen ermöglicht hat.
Wie auf dem Bild zu sehen ist, ist die Schaltung im Vergleich zu der von ihr verfügbaren Leistung tatsächlich sehr klein. Es ist nur 50 mal 40 mm groß.
Der Schaltplan ist sehr einfach zu verstehen. Lassen Sie uns ihn anhand der folgenden Punkte untersuchen:
1) SMPS mit VIPer22A
Wenn wir uns die Abbildung ansehen, können wir leicht erkennen, dass die Konfiguration nicht zu viele Stufen oder Teile umfasst.
Der Eingangsnetz-Wechselstrom wird wie üblich zuerst mit gewöhnlichen 1N4007-Dioden gleichgerichtet, die im Brückennetzwerkmodus fixiert sind.
Der gleichgerichtete Hochspannungs-Gleichstrom wird unter Verwendung des Hochspannungskondensators gefiltert.
Die nächste Stufe ist die entscheidende, die den herausragenden Chip VIPer22A von ST Microelectronics enthält.
Der IC allein fungiert als Oszillator und induziert eine Frequenz von etwa 100 kHz in die Primärwicklung des Ferrit-E-Kerntransformators.
Der IC ist absolut robust und intern vor plötzlichen Spannungsspitzen und anderen spannungsbedingten Komponentengefahren geschützt.
Der IC verfügt außerdem über einen eingebauten Überhitzeschutz, der den IC praktisch unzerstörbar macht.
Die am Eingang induzierte Spannung wird an der Ausgangswicklung aufgrund geringer Wirbelstromverluste effektiv herabgesetzt. Von einem relativ kleinen Ferrittransformator wird etwa 1 Ampere Strom verfügbar.
Mit den gezeigten Spulenspezifikationen beträgt die Spannung ungefähr 12 und der Strom ungefähr 1 Ampere.
Die Schaltung enthält auch eine spezielle Rückkopplungsschaltung, um ein hohes Maß an Schutz und Energiesparfunktionen aufrechtzuerhalten.
Die Rückkopplungsschleife wird über einen Optokoppler implementiert, der währenddessen aktiv wird abnorme Schaltungsbedingungen .
Wenn die Ausgangsspannung dazu neigt, über den eingestellten Schwellenwert hinaus anzusteigen, wird die Rückkopplungsschleife betriebsbereit und speist ein Fehlersignal an den IC-FB-Eingang.
Der IC wechselt sofort in einen Korrekturmodus und schaltet den Eingang zur Primärwicklung aus, bis der Ausgang wieder in den normalen Bereich zurückkehrt.
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Schaltplan
Leiterplattenlayout
Wicklungsdaten des Transformators
Liste der Einzelteile
2) Ein weiteres einfaches 12V 1 Ampere SMPS mit IC TNY267
Wie es funktioniert
Die oben gezeigte einfache SMPS-Schaltung verwendet die beliebte winziger Schalter IC TNY267 . Es handelt sich um einen winzigen Mosfet-basierten 120-V- bis 220-V-Schaltoszillator-IC, der nur mit einem Ferrit-Transformator und einer abgesenkten Vdd-Betriebsspannung konfiguriert werden muss.
Das Design ist so einfach, dass eine bloße Visualisierung des Schaltplans ausreicht, um uns die Funktionsdetails schnell mitzuteilen.
Die abgesenkte Startspannung wird vom Stabilisierungsnetzwerk unter Verwendung einer 180-V-Zenerdiode und der Schnellwiederherstellungsdiode BA159 nach Gleichrichtung des Netzes 220 V über eine 1N4007-Diode und den 10uF / 400-V-Filterkondensator erfasst.
Sobald diese Spannung an den IC angelegt wird, beginnt er zu schwingen und sein interner Mosfet beginnt, den Primärteil des Ferrittransformators mit der vorbestimmten Schwingfrequenz zu schalten.
Da es sich um ein Flyback-Design handelt, beginnt die Sekundärseite auch während der AUS-Zyklen der Primärseite durch gegenseitige Induktion zu leiten und erzeugt auf der Ausgangsseite die erforderliche 12-V-Spannung.
Diese Spannung kann möglicherweise nicht stabilisiert werden, daher wird eine Rückkopplung auf der Basis eines Optokopplers verwendet und die Verbindung wird mit der exklusiven Abschalt-Pinbelegung 4 des IC konfiguriert.
Dies stellt sicher, dass die Leistung niemals überschritten wird und fest auf dem Verhältnis von 12 V 1 Ampere bleibt.
Wicklungsdaten des Transformators
Die Transformatorwicklung ist eigentlich recht einfach und kann auf folgende Weise erfolgen. Beachten Sie, dass die schwarzen Punkte die Startpunkte der Wicklung anzeigen, was sehr wichtig ist und beim Wickeln des Transformators genau befolgt werden muss.
Die Primärwicklung erfolgt mit 36 SWK-Kupferlackdraht bis zu 150 Windungen, während die Sekundärwicklung mit 26 SWG-Draht bis zu 12 bis 15 Windungen gewickelt wird.
Der Kern kann ein Standardferritkern vom Typ E19 mit einer Spule mit einer zentralen Kernquerschnittsfläche von ungefähr 4,5 mm mal 4,5 mm sein.
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