Как разработать схему импульсного источника питания на 27 Вт с выходным напряжением 12 В. Какие компоненты необходимы для создания SMPS на базе UC3843. Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для схемы UC3843. Как собрать и протестировать готовый блок питания.
Основные характеристики и спецификация SMPS на базе UC3843
Перед тем как приступить к разработке схемы импульсного источника питания (SMPS) на базе контроллера UC3843, важно определить ключевые параметры и спецификации:
- Входное напряжение: 220-240 В переменного тока (европейский стандарт)
- Выходное напряжение: 12 В постоянного тока
- Выходной ток: 2.2 А
- Выходная мощность: 27 Вт
- Режим работы: постоянное напряжение (CV)
Кроме того, в схеме будут реализованы следующие защиты:
- Защита от перенапряжения на входе (до 275 В AC)
- Защита от короткого замыкания на выходе
- Защита от перенапряжения на выходе
- Защита от перегрузки по току
- Фильтрация электромагнитных помех
Компоненты для сборки схемы SMPS 27 Вт на базе UC3843
Для реализации импульсного источника питания на 27 Вт с использованием контроллера UC3843 потребуются следующие основные компоненты:
- Контроллер UC3843
- Силовой MOSFET IRF840
- Выпрямительный мост из 4 диодов 1N4007
- Электролитические конденсаторы 100 мкФ 450В — 2 шт
- Выпрямительные диоды Шоттки SR360 — 2 шт
- Предохранитель 1А
- Варистор MOV 275В
- Синфазный дроссель
- Резисторы и конденсаторы для обвязки
- Импульсный трансформатор на сердечнике EL35
Полный перечень компонентов с номиналами приведен в списке выше. Использование распространенных компонентов упрощает повторение схемы.
Принцип работы и основные узлы схемы SMPS на UC3843
Рассмотрим принцип работы и основные функциональные блоки разработанной схемы импульсного источника питания на базе UC3843:
Входной выпрямитель и фильтр
Входное переменное напряжение 220В выпрямляется мостом из 4 диодов 1N4007 и сглаживается конденсатором 100 мкФ. На этом этапе также реализована защита от перенапряжения с помощью варистора MOV.
ШИМ-контроллер
Микросхема UC3843 выполняет функции ШИМ-контроллера, формируя управляющие импульсы для силового ключа. Частота работы задается внешними компонентами R6 и C4 и составляет 80 кГц.
Силовой ключ
В качестве силового ключа используется MOSFET IRF840. Он коммутирует ток через первичную обмотку импульсного трансформатора.
Импульсный трансформатор
Трансформатор на сердечнике EL35 обеспечивает гальваническую развязку и преобразование напряжения. Он имеет первичную, вторичную и вспомогательную обмотки.
Выходной выпрямитель и фильтр
Напряжение со вторичной обмотки выпрямляется диодом Шоттки SR360 и сглаживается LC-фильтром для получения стабильного выходного напряжения 12В.
Обратная связь
Выходное напряжение контролируется через оптопару, которая подает сигнал обратной связи на ШИМ-контроллер для стабилизации.
Расчет и изготовление импульсного трансформатора для схемы UC3843
Важнейшим компонентом импульсного источника питания является трансформатор. Рассмотрим основные этапы его изготовления:
- Выбор сердечника — используется ферритовый сердечник EL35 с воздушным зазором 0.5 мм
- Расчет числа витков:
- Первичная обмотка: 45 витков провода 0.4 мм
- Вторичная обмотка: 9 витков провода 0.5 мм
- Вспомогательная обмотка: 10 витков провода 0.2 мм
- Намотка обмоток в указанном порядке с изоляцией между слоями
- Проверка индуктивности первичной обмотки — должна быть около 1 мГн
Подробная пошаговая инструкция по намотке трансформатора приведена выше. Правильно изготовленный трансформатор обеспечит эффективную работу всего источника питания.
Сборка и тестирование готовой схемы SMPS на UC3843
После изготовления трансформатора и подготовки всех компонентов можно приступать к сборке схемы на печатной плате. Основные этапы:
- Разметка и сверление монтажных отверстий на плате
- Монтаж компонентов в соответствии с принципиальной схемой
- Тщательная пайка всех соединений
- Визуальный контроль качества пайки и отсутствия замыканий
После сборки необходимо провести тестирование схемы:
- Проверка выходного напряжения без нагрузки — должно быть около 12В
- Измерение выходного напряжения под нагрузкой — не должно значительно просаживаться
- Проверка работы защит от короткого замыкания и перегрузки
- Тест на нагрев компонентов при длительной работе
При успешном прохождении всех тестов импульсный источник питания готов к эксплуатации. При возникновении проблем необходимо внимательно проверить правильность сборки и номиналы компонентов.
Преимущества и недостатки SMPS на базе UC3843
Разработанная схема импульсного источника питания на контроллере UC3843 обладает рядом достоинств:
- Высокий КПД (до 80-85%) за счет импульсного преобразования
- Широкий диапазон входных напряжений (80-265В AC)
- Стабильное выходное напряжение при изменении нагрузки
- Малые габариты и вес по сравнению с линейными БП
- Наличие встроенных защит от аварийных режимов
К недостаткам можно отнести:
- Более сложная схемотехника по сравнению с линейными БП
- Необходимость изготовления специального трансформатора
- Повышенный уровень высокочастотных помех
Тем не менее, преимущества SMPS на UC3843 делают его отличным выбором для многих применений, требующих компактный и эффективный источник питания.
Области применения SMPS на базе UC3843
Разработанный импульсный источник питания на 12В 2.2А может найти применение во многих областях:
- Питание маломощной электронной аппаратуры
- Зарядные устройства для аккумуляторов
- Источники бесперебойного питания небольшой мощности
- Системы видеонаблюдения
- Светодиодное освещение
- Лабораторные источники питания
При необходимости схему можно легко модифицировать для получения других выходных напряжений и токов в пределах мощности до 30-40 Вт. Это делает SMPS на UC3843 универсальным решением для многих задач по электропитанию.
Ббп 30 схема подключения
Лето, теплый дождь, гроза. Щелчок… и всё вредный ББП-50, о котором я писал раньше приказал долго жить. Ох уж эти грозы, каждый год ущерб.
Не смотря на его шумность в КВ диапазоне, у него есть несколько преимуществ:
- Входное напряжение
- Возможность широко регулировать выходное напряжение от 11.9 до 16В, при токе 5 А.
- И допустимый аккумулятор до 17 Ач.
- Контроль разряда аккумулятора.
Надо спасать погорельца, а это не так просто, несколько резисторов оставили о себе только темный след. Надо искать схему.
Удалось найти схему только на ББП-30, которую воссоздал Потоцкий Вячеслав, за что ему большое спасибо. Вычислить погорельцев оказалось очень просто
- ШИМ (UC3843AL) был пробит по питанию.
- Ключевой транзистор (8N60C) тоже весь дырявый, кстати у ББП-30 это ( 5N60 )
- Ну и 3 резистора на 1кОм, 10 кОм и 0,39 Ом, все в обвязке транзистора оставили темный след на плате.
Резисторами поделились платы «доноры», порой полезно хранить всякий хлам. А ШИМ и транзистор пришлось заказать. Сборка долго времени не заняла, больше ждал когда привезут комплектующие.
Но меня ждал ещё один сюрприз, резистор R27 на 39 Ом, сгорел тихо, без дыма и пыли и я его сразу не вычислил. При включении, блок питания просто не запускался, управляющий импульс просто не доходил до транзистора. После его замены всё встало на свои места.
Везде меняем термопасту, собираем корпус и оставляем на прогон, для интернета и репитера снова есть бесперебойное питание.
Фильтра синфазных помех, о котором писал ранее планирую использовать внешние, а испытания проводить уже на месте установки блока питания.
Здравствуйте уважаемые читатели!
Сегодня попросили отремонтировать блок бесперебойного питания, у нас он питает видеокамеры, поэтому важно и срочно.
Питание подключается стандартно, вверху 12В, внизу 220В. Перед отсоединением проводов отключить питание.
Открываем блок питания.
Предохранители целые, что по 220В, что по 12 В. Меняем вздувшиеся конденсаторы, на фото уже поменяны. Проверяем сопротивление во вторичной цепи, есть кз. Виновником короткого оказался диод Шоттки, SR3100, заменил на диод от блока питания монитора на 5А. Пробуем включить, тишина. Такой ремонт уже начинает нравиться. Проверяем напряжение питания ШИМ контроллера, меньше 7 вольт. Проверим состояние конденсатора в цепи питания ШИМ, он на 47мкФ 50В.
Не очень результаты. Поменяем на новый 47мкФ 63В. После чего напряжение питания ШИМ поднялось до 8,5В, что явно не достаточно.
Смотрим дальше. Замеры элементов показали, что всё исправно. Но что это.
Отошла пайка, площадка под пайкой окисленная. Флюса рядом который может справиться с такой задачей нет, но есть паяльная кислота. Проходимся с паяльником и кислотой по всем подозрительным местам. После чего тщательно отмываем плату.
Отлично. Всё работает. Теперь собираем, используя термопасту КПТ-8.
И отдаём доблестной службе безопасности.
Заменили —
Вот такой несложный но интересный ремонт получился!Спасибо за внимание! Успехов и хорошего настроения!
ББП-30 Блок питания
Восстановленная по плате схема электрическая принципиальная блока питания ББП-30. На 100% не могу гарантировать что так оно и есть, но тем не менее.
4 идей о “ ББП-30 Блок питания ”
Спасибо большое! Есть от чего “плясать” 🙂
У меня на этой плате, стоят наоборот ntc1 и znr1
Поделиться с друзьями:
Твитнуть
Поделиться
Поделиться
Отправить
Класснуть
Adblock detector
Разработка цепи SMPS 12 В 27 Вт с ИС контроллера UC3843
Импульсный источник питания или просто SMPS — это тип блока питания (PSU), в котором используется переключающее устройство (например, транзистор или полевой МОП-транзистор) для преобразования источник, который может быть переменного или постоянного тока, к постоянному напряжению постоянного тока.
Схемы импульсного источника питания (SMPS) чаще всего требуются во многих электронных конструкциях для преобразования сетевого напряжения переменного тока в постоянный уровень напряжения, подходящий для работы устройства. Этот тип преобразователя переменного тока в постоянный принимает сетевое напряжение 230 В/110 В переменного тока в качестве входного сигнала и преобразует его в низкоуровневое постоянное напряжение с помощью процесса переключения, отсюда и название импульсного источника питания. Ранее мы уже построили несколько цепей SMPS, таких как 5V 2A SMPS и 12V 1A TNY268 SMPS. Мы даже сделали проект по созданию собственного трансформатора SMPS, который можно было бы использовать в наших конструкциях SMPS вместе с микросхемой драйвера. В этом проекте мы построим еще одну схему 12V 2.2A SMPS, используя UC3843 Текущий режим ШИМ-контроллера IC , который является популярным недорогим драйвером SMPS. В этом учебном пособии вы познакомитесь со всей схемой, а также объясните, как собрать трансформатор для схемы UC3843.
Интересно, давай начнем.
UC3843 — это ШИМ-контроллер с фиксированной частотой , специально разработанный для автономных приложений и преобразователей постоянного тока с минимальным количеством внешних компонентов. Эти интегральные схемы оснащены подстроечным генератором для точного управления рабочим циклом, опорным источником с температурной компенсацией, усилителем ошибки с высоким коэффициентом усиления, компаратором измерения тока и сильноточный выход тотемного полюса для управления мощным полевым МОП-транзистором . Как мы увидим, это делает его пригодным для многих различных приложений.
Входная спецификация: Наш SMPS будет работать в домене преобразования переменного тока в постоянный. Итак, на вход подается переменный ток. В этом проекте входное напряжение фиксировано. Это соответствует европейскому стандарту номинального напряжения.
Таким образом, входное переменное напряжение этого ИИП будет составлять 220-240 В переменного тока. Это также стандартное номинальное напряжение в Индии.
Выходная спецификация: Мы установим выходное напряжение 12В с 2,2А номинальным током . Таким образом, на выходе будет 27 Вт. Этот SMPS будет обеспечивать постоянное напряжение независимо от тока нагрузки, он будет работать в режиме CV (постоянное напряжение) . Кроме того, выходное напряжение будет зафиксировано на уровне 12 В.
Цепи защиты: Существуют различные схемы защиты, которые можно использовать для разработки цепи SMPS, чтобы сделать работу безопасной и надежной. Схема защиты защищает SMPS, а также связанную с ним нагрузку. В зависимости от типа схема защиты может быть подключена ко входу или выходу. Для этого SMPS будет использоваться защита от перенапряжения на входе с максимальным рабочим входным напряжением 275 В переменного тока. Кроме того, для устранения проблем с электромагнитными помехами будет использоваться синфазный фильтр для гашения сгенерированных электромагнитных помех.
На стороне вывода мы включим защита от короткого замыкания , защита от перенапряжения и защита от перегрузки по току . Помимо этого, для уменьшения электромагнитных помех и шума мы можем использовать искровые разрядники или
. мы делаем это, нам нужно понять основную работу IC. В этом разделе мы разъясним некоторые его аспекты. Если вы хотите узнать больше, вы можете ознакомиться с техническим описанием микросхемы UC3843.
Блокировка при пониженном напряжении: Когда входное напряжение источника питания падает ниже номинального/настроенного напряжения, срабатывает напряжение обнаружения UVLO, UVLO переводит внутреннюю схему в полудежурное состояние, чтобы предотвратить любое изготовление схемы. . Когда напряжение источника питания повышается и становится выше напряжения отключения UVLO, а нормальная работа продолжается во время блокировки при пониженном напряжении, выходной драйвер смещается в состояние с высоким импедансом.
Вывод 6 должен быть зашунтирован на землю с помощью продувочного резистора, чтобы предотвратить срабатывание силового выключателя выходным током утечки.
Конфигурация усилителя ошибки: В этой цепи два усилителя ошибки. Эти два могут быть настроены для определения напряжения и тока, для настройки тока вы можете использовать формулу.
Пиковый ток (IS) определяется по формуле.
Для подавления переходных процессов переключения может потребоваться небольшой RC-фильтр.
Формы сигналов генератора и максимальный рабочий цикл: Конденсатор времени генератора, CT, заряжается VREF через RT и разряжается внутренним источником тока. Во время разрядки внутренний тактовый сигнал переводит выход в низкое состояние. Таким образом, выбор RT и CT определяет как частоту генератора, так и максимальный рабочий цикл. Время заряда и разряда определяется по формулам:
Теперь мы знаем микросхему UC3843 немного лучше, поэтому мы можем перейти к разработке SMPS с ее помощью.
Компоненты, необходимые для сборки схемы 27 Вт SMPS на базе UC3843, перечислены ниже. Мы разработали эту схему с очень общими компонентами, что делает процесс репликации очень простым.
- Разъем питания -1
- 1A Предохранитель TR5-370 -1
- МОВ 275В-1
- 1N4007 Диод -4
- Конденсатор 100 мкФ/450 В -2
- Синфазный дроссель -1
- 18К,2Вт-2
- 10K Резистор -4
- Конденсатор 22 пФ/100 пФ -10 или 2
- Резистор 150К — 1
- 104 пФ -1
- 4.7K Резистор -2
- 224 пФ -1
- 100 мкФ, 25 В — 2
- 223 пФ -2
- 22Р-1
- 1K Резистор -1
- 0.5R, 3Вт Резистор -1
- SR360 Диод — 2
- Катушка индуктивности 3,3 мкФ — 2
- Конденсатор 100 мкФ -2
- Сердечник и шпулька EL-35 — 1 (извлечено из блока питания ATX)
Схема, показанная ниже, разработана с использованием рекомендаций по применению от полупроводника, и я изменил значения некоторых компонентов в соответствии со своими потребностями, поскольку они уже были в моем запасе.
Прежде чем мы построим схему, лучше понять работу схемы, в этом разделе мы будем делать именно это.
Защита от перенапряжения на входе и защиты от сбоев SMPS:
Этот раздел состоит из двух компонентов: F1 и MOV. F1 представляет собой плавкий предохранитель на 1 А 250 В переменного тока с задержкой срабатывания, а MOV представляет собой 7-мм MOV на 275 В (металлооксидный варистор ). Во время скачка высокого напряжения (более 275 В переменного тока) MOV замыкается накоротко и перегорает входной предохранитель. Однако, благодаря функции медленного срабатывания, предохранитель выдерживает пусковой ток через SMPS.
Преобразование переменного тока в постоянный:
Преобразование переменного тока в постоянный выполняется с помощью четырех диодов 1N4007, которые составляют полный мостовой выпрямитель, 1N4007 представляет собой выпрямительный диод на 1000 В 1 А. Фильтрация осуществляется с помощью конденсатора 100 мкФ 400 В.
Однако для такой схемы на 25 Вт достаточно 22 мкФ 400 В.
Фильтр PI:
В разных штатах действуют разные стандарты подавления электромагнитных помех. Эта конструкция соответствует стандарту EN61000-Class 3, а фильтр PI разработан таким образом, чтобы уменьшить подавление синфазных электромагнитных помех. Этот раздел создан с использованием C1, C2 и L1. C1 и C2 — 10 мкФ, 400 В
Схема драйвера или схема переключения:
Для этой конструкции UC3843 вместе с полевым МОП-транзистором IRF840 образует схему драйвера, чтобы при первоначальном запуске для начала работы требовалось некоторое количество энергии, и два резистора R1 и R2 входят в те, которые называются Пусковые резисторы Эти пусковые резисторы обеспечивают начальный пусковой ток для запуска цепи, а когда цепь переключается и она находится на вспомогательной обмотке, обеспечивает необходимую мощность.
Цепь зажима:
Трансформатор представляет собой катушку индуктивности на полевом МОП-транзисторе.
Поэтому, когда трансформатор выключается, возникает огромный скачок напряжения. Если не компенсировать правильно, это может легко убить МОП-транзистор, поэтому становится необходимой схема фиксации. Таким образом, C7, R11 и D5 составляют схему фиксатора.
Вспомогательная обмотка:
Вспомогательная обмотка обеспечивает питание микросхемы, пока она находится в полном рабочем состоянии. Мощность вспомогательной обмотки преобразуется и фильтруется в постоянный ток с помощью D6, D7, C8, C9, C10 и R12.
Цепь вторичного выпрямителя и демпфера:
Нам необходимо преобразовать выход трансформатора в постоянный ток, прежде чем мы сможем подключить наши схемы приложений. Выпрямительный диод Шоттки SR360 используется, поскольку выходной ток составляет 2 А, SR360 представляет собой диод Шоттки с номиналом 3 А, 60 В.
Секция фильтра:
C6 — конденсатор фильтра. Это конденсатор с низким ESR для лучшего подавления пульсаций.
Кроме того, используется постфильтр LC, где L2 и C7 обеспечивают лучшее подавление пульсаций на выходе.
Выбор частоты генератора:
Частоту микросхемы UC3843 можно регулировать в соответствии с потребностями, в нашем случае частота микросхемы устанавливается на 80 кГц с помощью резистора R6 и конденсатора C4. А для фильтрации питания используется дополнительный конденсатор С5.
Конструкция импульсного трансформатора для UC3843 на основе схемы 27 Вт SMPSТеперь давайте соберем импульсный трансформатор , для этого мы будем использовать информацию, представленную в Руководстве по применению UC3843.
Сердечник основан на бобине и сердечнике EL35 с воздушным зазором 0,5 мм. Первичная индуктивность 1 мГн. Для сборки этого трансформатора необходимы следующие материалы.
- Полиэфирная лента
- EL35 Пары жил с воздушным зазором 0,5 мм.
- Медный провод 26 AWG
- Медный провод 30 AWG
- Горизонтальная шпулька (снята с блока питания ATX)
- Измеритель индуктивности
Шаг 1: Держите сердечник одной рукой и начните с провода 26AWG с контакта 1, сделайте 45 оборотов по часовой стрелке вокруг бобины и закончите на контакте 7, наконец, нанесите слой ленты.
Шаг 2: Начните обмотку смещения проводом 30AWG с контакта 3, сделайте 10 витков по часовой стрелке и закончите на контакте 5. После этого нанесите три слоя полиэфирной метки.
Шаг 3: Начать вторичную обмотку с противоположной стороны шпульки от вывода 1 и сделать 9 витков по часовой стрелке, и закончить ее на выводе 3. И наклейте 3 слоя скотча.
Шаг 4: Закрепите трансформатор с помощью суперклея/изоленты, чтобы уменьшить вибрации и шум в трансформаторе.
Шаг 5: После этого измерьте первичную индуктивность трансформатора, и если она близка к 1 мГн, сборка трансформатора завершена.
Сборка цепи 27 Вт SMPS на базе UC3843 С помощью импульсного трансформатора мы построили схему на специальной плате в соответствии с данной принципиальной схемой. После завершения пайки плата выглядит так, как показано на рисунке ниже.
Чтобы протестировать схему, мы подключаем вход к источнику переменного тока, а выход подключаем к мультиметру, как вы можете видеть, у нас есть 243 В на входе и 12,43 В на выходе.
Выходное напряжение чуть больше 12В из-за допусков, но при подключении нагрузки напряжение стабильное и рабочее. Весь процесс тестирования показан внизу страницы. Надеюсь, вы поняли статью и узнали что-то новое. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев ниже.
org/Product»>
05
1500 В среднекв.,
350 мкГн
LF8238
LF8239
LF8245
LF8246
LF8248
LF8251
LF8251
,RX-2-G
RX-2-G
LF8254
RX-3-G
TX-2 27 МГц
LF8259
LF8258
LF8238
LF8245
org/Product»>
25Q41
Маркировка ТЭ5
330 мГн
05
