성냥갑 9볼트, 1,1암페어의 고급 스위칭 전원 공급 장치. 계획, 설명

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매치박스 9V, 1,1A의 향상된 스위칭 모드 전원 공급 장치. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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이 기사에서는 성냥갑 크기의 케이스에 넣을 수 있는 간단한 SMPS(안정화된 스위칭 전원 공급 장치)에 대해 설명합니다. 이 장치는 증가된 전력 밀도, 우수한 반복성을 특징으로 하며 과전류를 두려워하지 않습니다.

소형 SMPS에 대한 설명은 인터넷에 반복적으로 게시되었습니다. 일반적으로 이는 전력 출력이 낮은 장치입니다. 예를 들어, "성냥갑 속 SMPS"의 이전 제품은 부하에 최대 0,63W의 전력을 공급했으며, 이는 성냥갑이나 크로나 배터리 크기에 배치된 전원 중에서 가장 강력한 소스 중 하나입니다. 또한 이러한 소스는 일반적으로 35%를 초과하지 않는 낮은 효율을 나타냈습니다.

제안된 플라이백 SMPS는 성냥갑에도 장착할 수 있지만 첫 번째 옵션에 비해 출력 전력은 15배, 효율은 2,5배 더 높다. 이러한 높은 에너지 성능은 Power Integrations의 TinySwitch 제품군의 특수 TNY255P 마이크로 회로를 사용하여 달성되었습니다. SMPS는 출력 전압을 안정화하고 펄스를 전달하여 부하의 과부하 및 단락을 방지하며 사용되는 미세 회로에는 과열 보호 장치가 포함되어 있습니다.

주요 기술 특성

AC 공급 전압, V ............................................220±20%
공급 전압 주파수, Hz ............................................. ....... .......40...400
무부하 시 전력 소비, W, ...0,31 이하
변환 주파수, kHz................................................. .....................115...140
정격 출력 전압, V.......................................................... ...... ...9
최대 출력 전력, W.......................................................... ...... ..10
최대 효율, %.......................................................... .....................................88
비동력, W/dm3................................................ .......................................300
무게 (하우징 제외), g, 더 이상 ................................... .... ...............28

쌀. 1 (확대하려면 클릭)

SMPS 다이어그램은 다음과 같습니다. 도 7 1. 퓨즈 FU1은 비상 상황으로부터 요소를 보호합니다. 서미스터 RK1은 커패시터 C2의 충전 전류 펄스를 다이오드 브리지 VD1에 안전한 값으로 제한하고 커패시터 C1과 함께 RC 필터를 형성하여 SMPS에서 네트워크로 침투하는 임펄스 노이즈를 줄이는 역할을 합니다. 다이오드 브리지 VD1은 주전원 전압을 정류하고 커패시터 C2는 평활화용입니다. 변압기 T1의 1차 권선의 전압 서지는 댐핑 회로 R5C2VD4에 의해 감소됩니다. 커패시터 C1는 DA0,1 마이크로 회로의 내부 요소에 전원을 공급하는 전력 필터이며 공칭 정전 용량은 4,7~XNUMXμF 범위일 수 있습니다.

출력 정류기는 쇼트키 다이오드 VD3에 조립되며 출력 전압 리플은 LC 필터 C6C7L1C8에 의해 평활화됩니다. 요소 R2, R3, VD4 및 U1은 DA1 마이크로 회로와 함께 부하 전류 및 주전원 전압이 변경될 때 출력 전압의 안정화를 제공합니다. 전원 켜짐 표시 회로는 LED HL1과 전류 제한 저항 R4를 사용하여 구성됩니다.

고정 저항 MLT, C2-23, P1-4가 사용되었으며 트리머 - Bourns의 3329N-1 또는 국내 아날로그 SPZ-19a, 산화물 커패시터 - 수입, C1, C3 및 C5 - 고전압 세라믹 CD2200Z5V, DEBB33D222KA2B, C4, C7, C8 - K10-506. NTC 시리즈 서미스터(네거티브 TCS 포함) - SCK-103. 칩 TNY255P는 TNY255G, TNY256P 또는 TNY256G, 다이오드 HER208 - HER106, HER107, HER206, HER207, 1N4937, FR306 또는 BY399, 다이오드 1N5822 - SR360, 31DQ04, 31DQ06, 90SQ045으로 교체 가능 170. KS162A 제너 다이오드는 KS175A, KS817A 제너 다이오드로 교체 가능하며, RS817 옵토커플러는 LTV816, RS816, LTV1으로 교체 가능합니다. LED - 소형, 바람직하게는 파란색 또는 녹색입니다. 퓨즈 FU2은 구조적이며 인쇄 도체로 보드에 형성되며 직경 0,03mm의 PEV-XNUMX와 같은 구리 권선 조각으로 교체할 수 있습니다.

변압기 제조에는 18NM 페라이트로 만들어진 외장 자기 코어 B2000(트리머 없음)이 사용되었습니다. 182차 권선에는 직경 0,11mm의 와이어 20회전이 포함되어 있고, 0,6차 권선에는 직경 0,16mm의 와이어 0,23회전으로 구성되어 있습니다. 권선 사이에 두 겹의 라브산 또는 광택 처리된 패브릭 테이프를 깔고 파라핀을 함침시켜 음향 소음을 줄여야 합니다. 자기 회로 컵 사이에 10~6mm의 간격을 두어야 하며, 이를 위해 불소수지, 유리 섬유 또는 극단적인 경우 판지로 만든 개스킷을 사용할 수 있습니다. 인덕터는 2NM 페라이트로 제작된 표준 크기 K2000x16x0,6의 자기 코어에 감겨 있으며 최대 200...300mA의 출력 전류와 3...4턴의 와이어로 직경 0,8mm의 와이어 1,1회전을 포함합니다. 직경 2mm, 전류 최대 1A. 자기 회로의 날카로운 모서리는 먼저 사포로 무뎌지고 래커 테이프 층으로 감싸야 합니다. 변압기와 인덕터를 권선하려면 PEV-2, PETVM, PETV-200, PETV-1, PET-XNUMX-XNUMX 브랜드의 와이어를 사용해야 합니다.

성냥갑 9볼트, 1,1암페어의 고급 스위칭 전원 공급 장치. 스위칭 전원 공급 장치 회로 기판
그림. 2

PCB 도면은 다음과 같습니다. 도 7 2, 두께 1...1,5 mm의 단면 호일 유리 섬유 라미네이트로 만들어졌습니다. 마이크로 회로는 패널에 설치되고 자기 회로 컵은 함께 압축되어 황동 부싱의 반대쪽에서 나사로 고정된 두 개의 황동 나사로 보드에 고정됩니다. 모든 저항기와 다이오드는 보드에 수직으로 장착됩니다. 조립된 보드의 모습은 다음과 같습니다. 도 7 3. 점검 및 조정 후 절연재로 만들어진 하우징에 배치됩니다.

성냥갑 9볼트, 1,1암페어의 고급 스위칭 전원 공급 장치. 스위칭 전원 공급 장치의 외관
그림. 2

SMPS를 설정하려면 트리밍 저항 R3을 사용하여 출력 전압을 정확하게 설정해야 합니다.

저자 : E. Moskatov, Taganrog, Rostov 지역

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