Kenndu þér 6 hönnunarhæfileika aflgjafa
01 Ferrít segulmagnari í Flyback aflgjafa
Fyrir tvöfalt úttaksflæði með raunverulegu afli á báðum úttakunum (5V 2A og 12V 3A, bæði stjórnað af ± 5 prósentum), þegar spennan nær 12V fer hún í núllálagsástand og getur ekki stillt sig innan 5 prósenta markanna. Línulegur þrýstijafnari er raunhæf lausn, en samt ekki tilvalin vegna mikils kostnaðar og taps á skilvirkni.
Leiðbeinandi lausnin okkar er að nota segulmagnaðan magnara á 12V úttakinu, jafnvel hægt er að nota fljúgandi staðfræði. Til að draga úr kostnaði er mælt með því að nota ferrít segulmagnaðir magnara. Hins vegar er stjórnrás ferrít segulmagnaðir magnarans frábrugðin hefðbundnu rétthyrndu hysteresis lykkjuefni (efni með hátt segulmagnaðir gegndræpi). Stýrirás ferrítsins (D1 og Q1) sekkur straum til að viðhalda afli við úttakið. Þessi hringrás hefur verið ítarlega prófuð. Spennivindurnar eru hannaðar fyrir 5V og 13V úttak. Hringrásin getur jafnvel náð undir-1W inntaksafli (5V 300mW og 12V núllálag) á meðan hún nær ±5 prósenta stjórnun á 12V úttakinu.
02 Notaðu núverandi hringrás til að veita yfirstraumsvörn
Íhugaðu 5V 2A og 12V 3A flyback vistir. Ein af lykilforskriftum þessa aflgjafa er yfirvaldavörn (OPP) á 5V úttakinu þegar 12V úttakið nær ekkert álagi eða mjög léttu álagi. Báðar úttakin bjóða upp á ±5 prósenta spennustjórnunarkröfu.
Fyrir algengar lausnir dregur notkun skynviðnáms úr afköstum þverstjórnunar og öryggi eru dýr. Hins vegar eru krókarásir fyrir yfirspennuvörn (OVP) nú fáanlegar. Þessi hringrás er fær um að uppfylla bæði OPP og kröfur um spennustjórnun, sem hægt er að ná með því að nota hringrás með hlutaboga.
R1 og VR1 mynda virka forhleðslu á 12V úttakinu, sem gerir 12V stjórnun kleift þegar 12V úttakið er lítið hlaðið. Þegar 5V úttakið er í ofhleðsluástandi mun spennan á 5V úttakinu falla. Dummy hleðslur draga mikinn straum. Hægt er að nota spennufall yfir R1 til að skynja þennan mikla straum. Q1 kveikir á og kveikir á OPP hringrásinni.
03 Virkur shunt-stillir og forhleðsla
Flyback er eins og er vinsælasta svæðisfræðin á sviði þess að skipta aflgjafavörum frá línuspennu AC í lágspennu DC. Aðalástæðan fyrir þessu er einstök hagkvæmni þess að veita margar úttaksspennur með því einfaldlega að bæta viðbótarvindum við spenni aukabúnaðinn.
Venjulega kemur endurgjöfin frá úttakinu með ströngustu framleiðsluþolskröfum. Þessi framleiðsla skilgreinir síðan snúninga á volt fyrir allar aðrar aukavindingar. Vegna lekaspennuáhrifa geta úttakarnir ekki alltaf náð æskilegri útgangsspennu krossstjórnun, sérstaklega ef tiltekin útgangur getur verið afhlaðin eða mjög létthlaðin vegna þess að hin útgangurinn er fullhlaðin.
Hægt er að nota eftirlitsstýringu eða dummy-álag til að koma í veg fyrir að spennan við úttakið hækki við slíkar aðstæður. Hins vegar, vegna aukins kostnaðar og minni skilvirkni eftirlitsstýringar eða dummy álags, hafa þeir ekki verið nægilega aðlaðandi, sérstaklega á undanförnum árum fyrir óhlaða og/eða biðstöðu inntaksorkunotkun í mörgum neytendaforritum. Við skilyrði sífellt strangari reglugerðarkrafna fór að vanrækta þessa hönnun. Virki shunt eftirlitsbúnaðurinn sem sýndur er á mynd 3 leysir ekki aðeins spennustjórnunarvandann heldur lágmarkar einnig kostnað og skilvirkni áhrif.
Hringrásin virkar sem hér segir: Þegar báðir úttakarnir eru í reglulegri stillingu, breytir viðnámsdeili R14 og R13 smári Q5, sem heldur Q4 og Q1 slökktum. Við þessar rekstraraðstæður virkar straumurinn í gegnum Q5 sem lítið forálag á 5V úttakið.
Staðalmunurinn á 5V úttakinu og 3,3V úttakinu er 1,7V. Þegar álagið krefst viðbótarstraums frá 3,3V úttakinu án jafnrar aukningar á álagsstraumi frá 5V úttakinu mun úttaksspennan hækka miðað við 3,3V úttakið. Með spennumun sem er meira en um það bil 100 mV mun Q5 vera hlutdrægt, kveikja á Q4 og Q1 og leyfa straum að flæða frá 5V úttakinu til 3,3V úttaksins. Þessi straumur mun lækka spennuna við 5V úttakið, sem minnkar spennumuninn á milli úttakanna tveggja.
Magn straumsins í Q1 ræðst af muninum á spennu á úttakunum tveimur. Þess vegna getur hringrásin haldið báðum úttakunum stjórnað óháð hleðslu þeirra, jafnvel í versta tilviki þar sem 3,3V úttakið er fullhlaðið og 5V úttakið er óhlaðið. Q5 og Q4 í hönnuninni veita hitauppbót þar sem VBE hitastigsbreytingar í hverjum smári hætta hverri annarri. Díóður D8 og D9 eru ekki nauðsynlegar en hægt er að nota þær til að draga úr orkuútbreiðslu á Q1, sem útilokar þörfina á að bæta hitaupptöku við hönnunina.
Hringrásin bregst aðeins við hlutfallslegan mun á spennunum tveimur og er að mestu óvirk við fullt og létt álag. Þar sem shunt-stillirinn er tengdur frá 5V úttakinu yfir í 3,3V úttakið getur hringrásin dregið úr virkri losun um 66 prósent miðað við jarðtengdan shunt-stýribúnað. Niðurstaðan er mikil afköst við fulla hleðslu og lítil orkunotkun frá léttu álagi til óálags.
04 Háspennuinntaksrofi aflgjafa með StackFET
Iðnaðarbúnaður sem starfar á þriggja fasa AC krefst oft aukaaflstigs sem getur veitt stjórnað lágspennu DC fyrir hliðræna og stafræna hringrás. Dæmi um slík forrit eru iðnaðardrif, UPS kerfi og orkumælar.
Forskriftirnar fyrir þessa tegund af aflgjafa eru mun strangari en þær sem krafist er fyrir staðlaða rofa. Ekki aðeins er inntaksspennan hærri í þessum forritum, heldur verður búnaður sem er hannaður fyrir þriggja fasa notkun í iðnaðarumhverfi einnig að þola mjög miklar sveiflur - þar á meðal lengri dýfingartíma, aflhögg og einstaka tap á einum eða fleiri fasum. Einnig getur tilgreint innspennusvið fyrir þessar aukabirgðir verið allt að 57 VAC til 580 VAC.
Það getur verið áskorun að hanna svo breitt svið aflgjafa, aðallega vegna mikils kostnaðar við háspennu MOSFET og takmörkun á kraftmiklu sviði hefðbundinna PWM stýrilykkja. StackFET tæknin gerir kleift að blanda saman ódýrum 600V háspennu MOSFET og samþættum aflgjafastýringum frá Power Integrations, sem gerir einfalda og ódýra hönnun á rofi aflgjafa sem geta starfað yfir breitt innspennusvið.
Hringrásin virkar sem hér segir: Straumurinn við inntak rásarinnar getur komið frá þriggja fasa þriggja víra eða fjögurra víra kerfi, eða jafnvel frá einfasa kerfi. Þriggja fasa afriðlarinn samanstendur af díóðum D1-D8. Viðnám R1-R4 veita takmörkun á innkeyrslustraumi. Ef notaðir eru bræðsluviðnám er hægt að aftengja þessar viðnámar á öruggan hátt meðan á bilun stendur án þess að þörf sé á sérstöku öryggi. Pi sían samanstendur af C5, C6, C7, C8 og L1 til að sía leiðrétta DC spennuna.
Viðnám R13 og R15 eru notuð til að jafna spennuna á milli inntakssíuþétta. Þegar MOSFET inni í samþætta rofanum (U1) kviknar á, verður uppspretta Q1 dregin lágt, R6, R7 og R8 munu veita hliðarstraum og tengirýmd frá VR1 til VR3 mun kveikja á Q1. Zener díóða VR4 er notuð til að takmarka hliðarspennu sem er beitt á Q1. Þegar slökkt er á MOSFET í U1 er hámarksrennslisspenna U1 klemmd með 450 V klemmukerfi sem samanstendur af VR1, VR2 og VR3. Þetta takmarkar frárennslisspennu U1 við um það bil 450 V.
Öll viðbótarspenna í lok vindans sem tengd er við Q1 verður lögð á Q1. Þessi hönnun dreifir á skilvirkan hátt heildar jafnréttisinntaksspennu og bakspennu milli Q1 og U1. Viðnám R9 er notað til að takmarka hátíðni sveiflur við skiptingu og klemmanetið VR5, D9 og R10 er notað til að takmarka háspennu á frumeiningunni vegna lekaspennu á bakslagsbilinu.
Úttaksleiðrétting er veitt af D1. C2 er úttakssían. L2 og C3 mynda aukasíu til að draga úr rofi við úttakið.
VR6 kviknar á þegar útgangsspennan fer yfir heildarspennufallið yfir optocoupler díóðuna og VR6. Breyting á útgangsspennu veldur breytingu á straumflæði í gegnum optocoupler díóðu í U2, sem aftur breytir straumflæði í gegnum smára í U2B. Þegar þessi straumur fer yfir FB pinna þröskuldsstrauminn á U1, er næsta lota hindrað. Hægt er að ná fram úttaksstjórnun með því að stjórna fjölda virkjana og óvirkja lotu. Þegar kveikt er á skiptalotu lýkur lotunni þegar straumurinn fer upp í innri straummörk U1. R11 er notað til að takmarka strauminn í gegnum optocoupler við skammvinnt álag og til að stilla ávinning endurgjafarlykkjunnar. Viðnám R12 er notað til að hlutdrægja Zener díóða VR6.
IC U1 (LNK 304) hefur innbyggða aðgerðir þannig að hringrásin er varin gegn tapi á endurgjöfarmerki, skammhlaupi við úttak og ofhleðslu. Þar sem U1 er knúið beint frá DRAIN pinna, er ekki þörf á frekari forspennu á spenni. C4 er notað til að veita innri framboðsaftengingu.
05 Gott úrval af jafnréttisdíóðum getur einfaldað og dregið úr kostnaði við EMI síurásir í AC/DC breytum
Þessi hringrás getur einfaldað og dregið úr kostnaði við EMI síurásir í AC/DC breytum. Til að gera AC/DC aflgjafa EMI samhæft þarf að nota mikinn fjölda EMI síuhluta eins og X og Y þétta. Staðlaðar inntaksrásir fyrir AC/DC aflgjafa eru með brúarafriðli til að leiðrétta inntaksspennuna (venjulega 50-60 Hz). Þar sem þetta er lágtíðni AC inntaksspenna er hægt að nota venjulegar díóða eins og 1N400X röð díóða, einnig vegna þess að þær eru ódýrastar.
Þessi síutæki eru notuð til að draga úr EMI sem myndast af aflgjafanum til að uppfylla útgefin EMI mörk. Hins vegar, þar sem mælingar sem notaðar eru til að skrá EMI eru aðeins ræstar við 150 kHz, og AC-línuspennutíðnin er aðeins 50 eða 60 Hz, er öfugur endurheimtartími staðlaðra díóða (sjá mynd 5-1) sem notaðar eru í brúarafriðlum. tiltölulega hægt. langur og venjulega ekki beintengdur EMI kynslóð.
Hins vegar voru inntakssíurásir í fortíðinni stundum með þétta samhliða brúarafriðlinum til að bæla niður allar hátíðnibylgjur af völdum leiðréttingar á lágtíðniinntaksspennunni.
Ekki er þörf á þessum þéttum ef notaðar eru hraðar endurheimtardíóður í brúarafriðlinum. Þegar spennan yfir þessar díóða byrjar að snúast við batna þær mjög fljótt (sjá mynd 5-2). Þetta dregur úr örvunarörvun í straumlínu í AC inntakslínunni með því að draga úr síðari hátíðni slökkva og EMI. Þar sem 2 díóður geta leitt hverja hálfa lotu, þurfa aðeins 2 af 4 díóðum að vera hraðar endurheimtargerðir. Sömuleiðis þarf aðeins ein af tveimur díóðum sem leiða hverja hálfa lotu að hafa hraða bataeiginleika.
Inntaksspennu- og straumbylgjulögin sýna díóðusmellið í lok öfuga bata.
06 Notaðu Soft-Start til að slökkva á lágkostnaðarútgangi til að innihalda núverandi toppa
Til að uppfylla strangar forskriftir fyrir biðstöðuafl eru sumar aflgjafar með mörgum úttaksstöðvum hönnuð til að aftengja úttakið þegar biðmerki er virkt.
Venjulega er þetta gert með því að slökkva á röð framhjáveitu tvískauta smára (BJT) eða MOSFET. Fyrir lágstraumsúttak geta BJT verið hentugur og ódýrari valkostur við MOSFET ef aflspennirinn er hannaður með auka spennufall yfir smárana í huga.
