소형 스위칭 전원 공급 장치 12볼트 2암페어. 계획, 설명

라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전
무료 도서관 / 무선 전자 및 전기 장치의 계획

소형 스위칭 전원 공급 장치 12V 2A. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

무료 기술 라이브러리

제안된 자체 발진 SMPS(스위칭 전원 공급 장치)는 크기가 작고 효율이 높습니다. 그 특징은 펄스 변압기의 자기 회로가 포화 영역에 들어가 작동한다는 것입니다. 자가 발전 SMPS를 설계할 때 대부분의 경우 선형 모드에서는 강력한 변압기가 사용되며 자기 회로의 포화 모드에서는 저전력 스위칭 변압기가 사용됩니다. 이러한 변압기의 개별 권선은 서로 직렬로 연결되고 전류 제한 저항기가 연결되어 포지티브 피드백 회로(POC)를 형성합니다.

이 솔루션의 단점은 이 저항기의 열 발생이 증가한다는 것입니다. 대부분의 경우 이 저항기에 의해 소비되는 전력을 줄이려는 욕구는 스위칭 트랜지스터의 가열을 증가시키고 효율을 감소시킵니다. 효율성이 낮기 때문에 개발자는 Royer 자체 발진기와 같은 컨버터용 다른 회로 솔루션에 주의를 기울여야 합니다. 포화 자기 코어가 있는 변압기가 있지만 저전력 스위칭 변압기나 전류 제한 저항기는 없습니다.

그러나 스위칭 순간에 스위칭 트랜지스터를 통해 전류가 흐르고, 그 펄스 진폭은 소비 전류 평균값의 3~20배를 초과할 수 있습니다. 이러한 상황은 예비 전류가 큰 트랜지스터를 선택하기 위한 조건을 나타낼 뿐만 아니라 발열 증가에서도 나타납니다. 이러한 SMPS의 효율은 최대 50W의 출력 전력에서 약 30%입니다. 스위칭 트랜지스터의 이미터 회로에 저저항 저항을 포함시켜 효율을 높일 수 있습니다. 이것이 바로 SMPS에서 수행된 작업이며, 그 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. XNUMX.

소형 스위칭 전원 공급 장치 12볼트 2암페어. IP 체계
그림. 1

언뜻 보기에는 이러한 저항에서 열 발생이 증가하는 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 이러한 저항 덕분에 전류에 국부적인 네거티브 피드백(NFE)이 발생하여 트랜지스터의 컬렉터 전류가 급격히 증가할 때 이를 제한합니다. 결과적으로 트랜지스터 스위칭 순간의 컬렉터 전류의 진폭은 몇 배 감소하여 SMPS의 효율을 높입니다. 제안된 SMPS에서는 이러한 저항이 없는 변형에 비해 스위칭 트랜지스터와 변압기의 발열이 약 XNUMX배 감소했으며 그에 따라 신뢰성과 효율성이 증가했습니다.

명세서
주전원 전압, V 220 ± 20 %
유휴 출력 전압, V 15
최대 부하에서의 출력 전압, V 12
최대 부하 전류, A 2
유휴 모드의 변환 주파수, kHz 7,3
최대 부하에서 변환 주파수, kHz 6,7
무부하 전류 SMPS, mA 이하 19
부하에 의해 소비되는 최대 전력, W 24
최대 효율(최대 출력 전력에서), % 84
출력 전압 리플의 진폭, mV 이하 22
전체 치수, mm 110x73x25

주전원 전압은 가용 링크 FU1을 통해 SMPS에 공급되며, 이 링크는 배리스터 RU1과 함께 증가된 주전원 전압으로부터 SMPS 요소를 보호합니다. 서미스터 RK1은 SMPS가 켜진 순간 커패시터 C2-C4를 충전할 때 전류 펄스를 제한합니다. 노이즈 필터(L1C1)를 통한 주전원 전압은 다이오드 브리지(VD1)에 공급되며, 여기서 정류된 다음 커패시터(C2)에 의해 평활화됩니다. 요소 C5, R3, VS1은 켜져 있을 때 변환기의 시작을 용이하게 하는 회로를 형성합니다.

댐핑 다이오드 VD2, VD3은 스위칭 트랜지스터 VT1, VT2의 컬렉터에서 전압 펄스의 진폭을 안전한 값으로 제한합니다. 이 트랜지스터는 방열량이 적어 방열판 없이 사용했습니다. 가장 무거운 모드에서 트랜지스터는 최대 50°C까지 가열됩니다. 저항 R2, R4는 전류용 OOS 회로를 구성하고 회로 R5C6 및 R6C7은 트랜지스터의 강제 스위칭용으로 설계되었습니다. 출력 AC 전압은 다이오드 브리지 VD4-VD7을 정류하고, L2C8C9는 평활 필터이며, 인덕터는 필터의 유도 응답을 제공하므로 컨버터의 안정적인 시작에 필요합니다. 정류기 출력에 정전 용량이 68nF 이상인 커패시터를 설치하면 시동이 불가능합니다. LED HL1은 출력 전압의 존재를 나타냅니다. SMPS의 모든 부품은 단면 호일 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 장착되며 그림은 그림에 나와 있습니다. 2.

그림. 2

트랜지스터의 냉각을 향상시키기 위해 그 아래의 보드에 통풍구가 있습니다. 인덕터 L1과 변압기 T1은 나사로 고정됩니다. 이 나사를 보드의 구멍에 삽입한 후 PVC 튜브 조각을 부품 측면에서 올려야 합니다. 그런 다음 초크, 변압기를 설치하고 플라스틱 와셔로 보드에 대고 누릅니다. 트랜지스터는 금속 스탠드에 나사로 고정된 다음 기판에 납땜됩니다. FU1 퓨즈는 보드에 눌러진 두 개의 주석 도금 핀으로 구성되어 있으며 그 사이에 직경 0,03mm의 구리선이 납땜되어 있습니다. 외부는 기계적 손상을 방지하고 작동 시 SMPS의 구성 요소를 용융 금속이 튀지 않도록 보호하기 위해 PVC 튜브 조각으로 닫혀 있습니다. FU2 퓨저블 인서트의 경우 금속 플라스틱 홀더가 보드에 장착됩니다. 네트워크 SMPS에 조립 및 연결된 모습은 그림 3에 나와 있습니다. 삼.

그림. 3

Dinistor KN102D는 DB3, DB4 또는 KN102 시리즈 중 하나로 교체 가능, 다이오드 1.5KE350SA는 1.5KE300SA, 1.5KE400SA, 1.5KE440SA, 다이오드 2D2999B, KD2999A, KD213A-KD213V, KD2997 A, KD2997B로 교체 가능 . YL-BB3N7M LED는 작동 전류가 최대 20mA인 모든 색상의 소형 LED로 교체할 수 있습니다. 실험을 통해 저자는 KT812A 트랜지스터를 KT840A로 교체할 수 있다는 사실을 알아냈습니다. 트랜지스터 2T704A, KT704B, KT809A를 사용하면 발열이 증가했지만 허용 가능한 한도 내에 있었지만 하우징이 다르므로 인쇄 회로 기판의 토폴로지를 변경해야 합니다. 서미스터 SCK-103NTC는 MZ92-P220RM, MZ92-R220RM, MZ92-P330RM, MZ92-R330RM, 배리스터 VCR391 - JVR-10N361K, JVR-14N361K, JVR-20N361K, JVR-10N391 K, JVR-14N391 K로 대체 가능 , JVR - 20N391K, JVR-10N431K, JVR-14N431K.JVR-20N431K. 인덕터 L1은 표준 크기 K2000x10x6의 자기 코어 M5NM에 감겨 있으며 반으로 접힌 MGTF 10 또는 PELSHO 0,12 와이어 0,3개를 포함합니다.

인덕터 L2는 K2000x16x10 크기의 M5NM 자기 회로에 감겨 있으며, 이 권선에는 직경 24mm의 PETV 또는 PEV-2 와이어 0,85개가 포함되어 있습니다. 변압기 T1은 페라이트로 만든 자기회로 M2000NM-A K32x18x7을 사용하였다(저자가 측정한 투자율은 1885, 심포화유도는 0,38T). K2000x1x2000 크기의 M1NM17, M2000NM39-32, M20NM-6 자기 코어를 사용할 수 있습니다. 권선의 경우 PETV, PEV-2 또는 PELSHO 와이어를 사용할 수 있습니다. 권선 I 및 III에는 각각 직경 8mm의 와이어 0,3회, 권선 II-직경 351mm의 와이어 0,45회, 권선 IV-33 직경 0,85mm의 와이어 회전.

사전에 자기 회로의 가장자리를 연마하고 광택 천을 두 겹 또는 천 절연 테이프를 한 겹 감습니다. 모든 권선의 전선은 자기 회로에 단단히 고정되어 있습니다. 권선 I 및 III는 파손을 방지하기 위해 와이어 사이에 3 ... 5mm의 간격으로 두 개의 와이어에 동시에 먼저 감겨 있습니다. 그런 다음 권선에 셸락을 함침시키고 니스 칠한 두 겹의 천을 감습니다. 다음 - 권선 II의 한 층, "코일 대 코일" 와이어 배치. 이 층의 시작과 끝 사이에 6 ... 7 mm의 거리가 있어야하며 와이어가 고정되고 권선에 셸락이 함침됩니다. 다음으로 바니시 천을 깔고 두 번째 및 세 번째 와인딩 II 레이어를 같은 방식으로 감고 니스 칠한 천이나 절연 테이프를 두 겹 깐다. 권선 IV는 셸락이 함침 된 마지막으로 감겨 있습니다. 그런 다음 - 권선을 기계적 손상으로부터 보호하기 위해 절연 테이프 XNUMX~XNUMX층. 설정할 때 SMPS의 요소는 생명을 위협하는 주전원 전압에 있으므로 주전원에서 분리된 장치로 요소를 모두 교체한다는 점을 기억해야 합니다.

소스를 네트워크에 처음 연결하기 전에 설치를 확인하고 조립된 제품이 다이어그램과 일치하는지 확인해야 합니다. 그런 다음 퓨즈 링크 FU2가 홀더에서 제거되고 SMPS가 네트워크에 연결됩니다. 전원을 켠 후 자동 생성이 발생하지 않으면 커패시터 C5의 커패시턴스를 1μF로 늘리거나 저항이 3옴인 저항 R120을 설치하십시오. SMPS의 유휴 전류가 40mA(네트워크 필터와 다이오드 어셈블리 VD1 사이에서 측정됨)를 초과하면 자기 회로의 포화 유도가 0,38T보다 훨씬 작음을 의미합니다. 이 경우 변압기 T1의 모든 권선에서 권선 수를 비례적으로 늘려야 합니다. 회전 수는 최소 10 ... 15%, 필요한 경우 더 늘려야 합니다. SMPS가 정상 작동하는 동안 변압기 T1은 조용한 휘파람을 방출해야 합니다.

결론적으로, 이 SMPS의 기본은 T1 변압기이므로 다른 크기의 자기 도체를 사용하거나 다른 전력을 얻을 필요가 있는 경우 모든 요소를 다시 계산해야 합니다. 이를 수행하는 가장 쉬운 방법은 작성자의 프로그램 Converter 4.0.0.0, moskatov.narod.ru/ Converter.html을 사용하는 컴퓨터에서 입니다.

저자: E. Moskatov, Taganrog, Rostov 지역; 간행물: cxem.net

다른 기사 보기 섹션 전원 공급 장치.

읽고 쓰기 유용한 이 기사에 대한 의견.

<< 뒤로

과학 기술의 최신 뉴스, 새로운 전자 제품:

터치 에뮬레이션을 위한 인조 가죽 15.04.2024

거리가 점점 일반화되는 현대 기술 세계에서는 연결과 친밀감을 유지하는 것이 중요합니다. 최근 독일 자를란트 대학(Saarland University) 과학자들이 인공 피부를 개발하면서 가상 상호 작용의 새로운 시대가 열렸습니다. 독일 자를란트 대학 연구진이 촉각 감각을 멀리까지 전달할 수 있는 초박형 필름을 개발했습니다. 이 최첨단 기술은 특히 사랑하는 사람과 멀리 떨어져 있는 사람들에게 가상 커뮤니케이션을 위한 새로운 기회를 제공합니다. 연구원들이 개발한 두께가 50마이크로미터에 불과한 초박형 필름은 직물에 통합되어 제XNUMX의 피부처럼 착용될 수 있습니다. 이 필름은 엄마나 아빠의 촉각 신호를 인식하는 센서이자, 이러한 움직임을 아기에게 전달하는 액추에이터 역할을 합니다. 부모가 직물을 만지면 압력에 반응하여 초박막 필름이 변형되는 센서가 활성화됩니다. 이것 ...>>

펫구구 글로벌 고양이 모래 15.04.2024

애완동물을 돌보는 것은 종종 어려운 일이 될 수 있습니다. 특히 집을 깨끗하게 유지하는 데 있어서는 더욱 그렇습니다. Petgugu Global 스타트업의 새롭고 흥미로운 솔루션이 제시되었습니다. 이 솔루션은 고양이 주인의 삶을 더 쉽게 만들고 집을 완벽하게 깨끗하고 깔끔하게 유지할 수 있도록 도와줍니다. 스타트업 펫구구글로벌(Petgugu Global)이 자동으로 배설물을 씻어내는 독특한 고양이 화장실을 공개해 집안을 깨끗하고 산뜻하게 유지해준다. 이 혁신적인 장치에는 애완동물의 배변 활동을 모니터링하고 사용 후 자동으로 청소하도록 활성화되는 다양한 스마트 센서가 장착되어 있습니다. 이 장치는 하수 시스템에 연결되어 소유자의 개입 없이 효율적인 폐기물 제거를 보장합니다. 또한 변기는 물을 내릴 수 있는 대용량 수납 공간을 갖추고 있어 다묘 가정에 이상적입니다. Petgugu 고양이 모래 그릇은 수용성 모래와 함께 사용하도록 설계되었으며 다양한 추가 기능을 제공합니다. ...>>

배려심 많은 남자의 매력 14.04.2024

여성이 '나쁜 남자'를 더 좋아한다는 고정관념은 오랫동안 널리 퍼져 있었습니다. 그러나 최근 모나쉬 대학의 영국 과학자들이 실시한 연구는 이 문제에 대한 새로운 관점을 제시합니다. 그들은 여성이 남성의 정서적 책임과 다른 사람을 도우려는 의지에 어떻게 반응하는지 살펴보았습니다. 이번 연구 결과는 무엇이 남성을 여성에게 매력적으로 만드는지에 대한 우리의 이해를 변화시킬 수 있습니다. Monash University의 과학자들이 실시한 연구는 여성에 대한 남성의 매력에 대한 새로운 발견으로 이어졌습니다. 실험에서 여성에게는 노숙자를 만났을 때의 반응을 포함하여 다양한 상황에서 자신의 행동에 대한 간략한 이야기와 함께 남성의 사진이 표시되었습니다. 일부 남성은 노숙인을 무시했지만, 다른 남성은 음식을 사주는 등 그를 도왔습니다. 한 연구에 따르면 공감과 친절을 보여주는 남성은 공감과 친절을 보여주는 남성에 비해 여성에게 더 매력적이었습니다. ...>>

아카이브의 무작위 뉴스

무선으로 데이터를 전송하는 새로운 방법 04.12.2023

서식스 대학교(University of Sussex) 연구원들이 무선 통신의 세계에 혁명을 가져올 혁신적인 근거리 데이터 전송 기술을 공개했습니다. 저주파 전기장을 변조하는 이 방법은 높은 에너지 효율성, 간섭에 대한 민감성 감소 및 보다 안정적이고 컴팩트한 장치를 약속합니다.

전기장 기반 무선통신 기술은 기기 개발의 새로운 지평을 열고 근거리 데이터 전송의 표준이 될 것을 약속합니다. 과학계의 지원은 그 중요성을 강조하며, 초기 개발 단계에도 불구하고 미래 무선 기술의 핵심 요소가 될 수 있습니다.

로버트 프랜스(Robert Prance) 교수와 다니엘 로겐(Daniel Roggen) 교수는 블루투스 등 기존 기술보다 훨씬 뛰어난 전기장을 이용한 데이터 전송 개념을 제시했다. 이 방법은 전력 소비를 크게 줄이는 것 외에도 멀티미디어 애플리케이션에 높은 처리량을 제공합니다.

이 기술은 소형 장치의 배터리 수명을 연장하고 데이터 보안을 향상시켜 스마트 장치 및 근거리 통신 기술 개발의 핵심 요소가 됩니다. 이 프로젝트는 초기 단계에 있지만 그 잠재력은 이미 과학계의 관심을 끌었습니다.

다른 흥미로운 소식:

▪ 자가 학습 광자 컴퓨터

▪ KFC의 식물성 치킨

▪ 투명 메모리 칩

▪ 상어로부터 수영자를 보호하는 전기 장벽

▪ 현실 세계 지도의 비디오 게임

과학 기술 뉴스 피드, 새로운 전자 제품

무료 기술 라이브러리의 흥미로운 자료:

▪ 전기기사 웹사이트 섹션. 기사 선택

▪ 기사 배를 태워라. 대중적인 표현

▪ 기사 어떤 거미가 바퀴처럼 움직이는 능력을 개발했습니까? 자세한 답변

▪ 화살촉 기사. 전설, 재배, 적용 방법

▪ 기사 전기 모터의 분류. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

▪ 기사 Adyghe 속담과 말. 다양한 선택

이 기사에 대한 의견을 남겨주세요:

이 페이지의 모든 언어

홈페이지 | 도서관 | 조항 | 사이트 맵 | 사이트 리뷰