Beztransformatorowa konfiguracja układu przetwornicy SMPS

1_ lnk_got

Obwód przetwornicy impulsowej SMPS 12V/120mA
Beztransformatorowe przetwornice impulsowe stały się bardzo popularne w dzisiejszych czasach.
Obwód pokazany poniżej jest przetwornicą o napięciu wyjściowym 12V/120mA, zasilana bez transformatora napięciem od 85 do 230V AC z wykorzystaniem układu scalonego LNK304.
Zastosowania zasilacza opartego na tym układzie scalonym obejmują urządzenia podręczne, timery, małe urządzenia, sterowniki LED, przemysłowe gadżety itp.
LNK304 to mała liczba komponentów, wydajny układ przełączania w trybie off-line, który może wspierać topologie buck, buck-boost i flyback.

4_ lnk_got
Układ scalony LNK304 ma wbudowany układ automatyczne obwody dla ochrony przed zwarciem i otwartą pętlą.
Inne cechy LNK304 obejmują małą wrażliwość na zmienność temperatury, wyłączenie termiczne, wysokie napięcie przebicia, dobrą regulację linii i obciążenia, dużą szerokość pasma, szeroki zakres napięcia wejściowego (od 85 do 230V prądu przemiennego) itp.
Ogólnie układ LNK304 ma lepszą wydajność w porównaniu do wielu innych dyskretnych regulatorów buck.
Konfigurację pinów i typowy schemat aplikacji LNK304 pokazano na rysunku 1.
Pin drenu (D) połączony jest z drenem wbudowanego tranzystora mocy MOSFET.
Zewnętrzny kondensator bocznikujący (0.1µF) jest podłączony do wyprowadzenia BYPASS (BP).
Pin FEEDBACK (FB) steruje przełączaniem wbudowanego tranzystora mocy MOSFET. Prąd powyżej 49µA doprowadzony do tego pinu uniemożliwi kluczowanie.
Źródło wewnętrznego tranzystora MOSFET jest połączone z pinem SOURCE (S).
Układ zasilacza SMPS, 12V/120 oparty na układzie LNK304
Schemat obwodu praktycznego zasilacza impulsowego 12V/120mA bez transformatora pokazano na rysunku 2.
Rezystor R1, kondensatory C1 i C2, diody D1 i D2 oraz cewka indukcyjna L1 tworzą stopień wejściowy.
Diody D1 i D2 tworzą sekcję prostownika, a kondensatory C1 i C2 są filtrami wejściowymi.
Rezystor R1, który jest rezystorem bezpiecznikowym, ogranicza prąd rozruchowy, zwiększa tłumienie zakłóceń w trybie różnicowym, a także spełnia funkcję bezpiecznika wejściowego.
Kolejnym członem jest stopień regulatora składający się z układu scalonego LNK304, diod D3 i D4, kondensatorów C3, C4 i C5, rezystorów R3, R4 i R5 oraz cewki indukcyjnej L2. Dioda D3 jest tutaj diodą typu ruchu swobodnego, tzw.diodą wolnobieżną, po ang. „freewheeling diode”, a indukcyjność L2 to dławik wyjściowy.
C5 to kondensator filtra wyjściowego, który ogranicza napięcie tętnienia wyjściowego do wartości tak małej, jak to tylko możliwe.
Układ LNK304 jest tak skonfigurowany, że zasilacz działa w trybie najbardziej nieciągłym i dlatego dioda szybka (fast recovery) (UF4005) jest używana, jako dioda freewheeling (wolnobieżna D3).
Dioda UF4005 ma odwrotny czas przywracania około 75ns i jest wystarczająca dla danej sytuacji.
Spadki napięcia na diodach D3 i D4 są praktycznie takie same, a zatem napięcie na kondensatorze C4 śledzi napięcie wyjściowe, a to napięcie jest odbierane przez sieć zawierającą rezystory R2, R3 i jest doprowadzane do pinu sprzężenia zwrotnego.
Rezystory R2 i R3 ustawiają napięcie wyjściowe, a dla napięcia wyjściowego 12V napięcie na pinie sprzężenia zwrotnego musi wynosić 1,65V DC.
Obwód osiąga regulację, poprzez pomijanie cykli przełączania.
Kiedy wzrasta napięcie wyjściowe, prąd na pinie sprzężenia zwrotnego również wzrasta, a gdy prąd wzrasta powyżej wartości progowej, kolejne cykle są pomijane, aż prąd na wyprowadzeniu sprzężenia zwrotnego spadnie poniżej progu, a zatem utrzymuje się stałe napięcie wyjściowe.
Układ scalony zostanie automatycznie zrestartowany, jeśli w ciągu 50ms nie zostaną pominięte żadne cykle, co ogranicza maksymalną moc wyjściową do nominalnej mocy obciążenia przekroczonej o 6%.
W ten sposób uzyskuje się zabezpieczenie przed przeciążeniem. Rezystor R4 służy, jako niewielkie obciążenie wstępne, które niweluje skutki błędu śledzenia.
Uwagi
* LNK304 to bardzo wydajny układ scalony regulatora napięcia, który ma wiele aplikacji.
* LNK304 jest powszechnie dostępny w obudowie SMD (DIP jest również dostępny) i należy zachować ostrożność podczas jego lutowania.
* Diody D1 i D2 są standardowymi diodami prostowniczymi krzemowymi typu 1N4007.
* Dioda D3 (UF4005) to szybka dioda.
* Dioda D4 (1N4005GP) jest szklaną dioda pasywną.
* Kondensator C3 może być kondensatorem ceramicznym.
* Kondensator C3 może być kondensatorem ceramicznym.
* Kondensator C3 może być kondensatorem ceramicznym.
* Napięcia znamionowe kondensatorów są przedstawione na schemacie.
* R1 jest rezystorem bezpiecznikowym, ognioodpornym.
* Maksymalny możliwy prąd wyjściowy to 120mA.
* Zakres napięcia wejściowego wynosi od 85 do 230V AC.

 

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.