승압 DC/DC 전압 변환기, 12/300볼트. 계획, 설명

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승압 DC/DC 전압 변환기, 12/300볼트. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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거의 모든 SMPS에는 220V의 교류 전압을 직접 310V로 변환하는 전파 정류기가 포함되어 있습니다(유일한 예외는 때때로 반파 정류기가 사용되는 저전력 SMPS입니다). 이는 이러한 SMPS에 전력을 공급하기 위해 220V의 정현파 전압과 50Hz의 주파수를 생성할 필요가 없지만 310V의 정전압이면 충분하므로 컨버터 설계가 크게 단순화된다는 것을 의미합니다.

제안된 DC/DC 컨버터를 사용하면 차량의 온보드 네트워크 또는 기타 12V DC 전압 소스에서 SMPS를 포함하여 50W 이하의 전력 소비로 모든 네트워크 전기 장비에 전력을 공급할 수 있습니다. 이 컨버터는 작은 크기와 무게, 높은 신뢰성과 효율성, 저렴한 비용, 심플한 디자인을 갖추고 있습니다. 단점 - 310V 전원 및 저전력에서 12V DC 출력 전압 회로의 갈바닉 절연이 부족합니다. 변환기 회로는 그림 1에 나와 있습니다. XNUMX.

(확대하려면 클릭하십시오)

사양 :

입력 전압, V.....10,5...15
변환 주파수, kHz.....40
출력 전압, V ...300...310
부하가 없을 때 소비되는 전류, mA ..... 38
최대 장기 부하 전력, W.....50
효율(입력 전압 11,7V 및 부하 전력 32W에서),%.....92

이 장치는 승압 변압기 T1의 1차 권선 중간점 출력을 사용하는 푸시풀 컨버터의 고전적인 방식에 따라 제작되었습니다. 장치의 기본은 푸시풀 SHI 컨트롤러 DA40입니다. 그 출력은 이미 터 팔로워 회로에 따라 연결됩니다. 변환 주파수는 약 3kHz이며 저항 R3과 커패시터 C4에 의해 설정됩니다. 변환기의 원활한 시작은 R7, R9, C7, VT1 요소에 의해 보장됩니다. 이는 평활 커패시터 C5-C6이 충전 중일 때 과도 프로세스 동안 퓨즈 링크 FU7, 스위칭 트랜지스터 VT10, VT18 및 정류기 다이오드 VD20-VD9을 과부하로부터 보호합니다. 공급 전압이 가해지면 커패시터 C7가 충전되고 이 순간 트랜지스터 VTXNUMX이 닫힙니다.

커패시터가 충전됨에 따라 트랜지스터 VT7이 열리고 "데드 타임" 비교기(핀 4DA1)의 입력 전압이 감소합니다. 이로 인해 컨트롤러 펄스의 듀티 사이클은 48에서 최대값(7%)까지 원활하게 증가합니다. 일반적으로 사용되는 RC 회로와 달리 이 솔루션을 사용하면 개방 상태에서 VT2 트랜지스터의 매우 낮은 드레인-소스 저항으로 인해 제어 펄스의 최대 듀티 사이클을 얻을 수 있습니다. 다이오드 VD9는 공급 전압이 꺼지면 커패시터 CXNUMX의 방전을 가속화합니다.

트랜지스터 VT1, VT2 및 VT3, VT4는 전계 효과 트랜지스터 VT5, VT6의 게이트 커패시턴스를 빠르게 재충전하는 이미 터 팔로워입니다. 다이오드 VD3, VD4는 게이트 회로의 저항 R8, R9를 바이패스하여 이러한 트랜지스터의 폐쇄 프로세스를 가속화하여 스위칭 손실을 줄입니다. 트랜지스터 VT5, VT6의 드레인에서 전압 서지를 안전한 값으로 제한하기 위해 제한 다이오드 VD5, VD6이 설치됩니다.

출력 전압을 안정화하기 위해 SHI 컨트롤러에 내장된 DA1 오류 신호 증폭기에 전압 피드백이 적용됩니다. 변환기의 출력 전압은 저항 분배기 R14R15를 통해 이 증폭기의 비반전 입력(DA1의 핀 1)에 공급됩니다. 저항 R2을 통한 증폭기(핀 1)의 반전 입력은 DA5의 핀 14에서 내장된 기준 전압 소스(1V)로부터 전압을 받습니다. 출력 전압이 증가하면 SHI 컨트롤러 DA9의 핀 10와 1에서 펄스 지속 시간이 선형으로 감소하여 출력 전압이 감소합니다. 그것의 안정화.

저항 R1 및 R2를 사용하여 내장된 오류 신호 증폭기의 이득은 약 9으로 설정됩니다. 이를 통해 PHI 컨트롤러의 핀 10와 XNUMX에서 제어 펄스 지속 시간의 큰 차이를 방지할 수 있었습니다.

요소 DA2, HL1, R10-R13에는 배터리 방전 모니터링 장치가 있습니다. 분배기 R10, R11의 공급 전압은 비교기로 사용되는 병렬 전압 안정기 인 DA2 마이크로 회로의 제어 입력에 공급됩니다.

제어 입력의 전압이 2,5V를 초과하면 HL1 LED를 통해 전류가 흐르고, 그 빛은 배터리의 정상 전압을 나타내고 빛이 없으면 방전을 나타냅니다. 다이오드 VD1은 공급 전압의 잘못된 극성으로부터 장치를 보호합니다. 이러한 상황이 발생하면 퓨즈 링크 FU1이 소손됩니다. SHI 컨트롤러 DA1에 대한 공급 전압은 전원 필터 L1C4C6을 통해 공급됩니다.

이 장치는 저항기 MLT, C2-23을 사용하고 산화물 커패시터를 가져오고 커패시터 C1-C3은 K10-17이며 나머지는 표준 크기 0805 또는 1206의 표면 실장용 세라믹입니다. 트랜지스터 IRF3205는 IRFI3205 또는 IRL3705N과 상호 교환 가능합니다. 트랜지스터 2SC3205 및 2SA1273 - 각각 KT961 및 KT639(문자 인덱스 포함). 후자의 경우 정적 전류 이득이 100 이상인 표본을 선택하는 것이 좋습니다. 다이오드 1.5KE36A는 FR1.5 또는 HER39을 사용하여 다이오드 1.5KE47A, 6KE36A 또는 P6KE39A, P6KE47A, P2007KE207A 및 UF207로 교체할 수 있습니다. TL494CLP PHI 컨트롤러의 전체 아날로그는 초소형 회로입니다. KA7500 및 KR1114EU4. 보드에 트랜지스터 VT5 및 VT6을 설치한 후 절연 열전도 개스킷을 통해 공통 방열판이 부착됩니다. 이는 크기가 50x20mm이고 두께가 2~4mm인 알루미늄 판입니다. 변압기 T1의 경우 IBM PC AT 전원 공급 장치의 단면적이 10x7mm인 El 유형의 W자형 자기 코어가 사용됩니다.

우선, PEV-182 2mm 와이어 0,25개를 포함하는 권선 II가 프레임에 감겨 있으며, 각 층은 트레이싱 페이퍼로 절연되어 있습니다. 권선 I에는 2개의 꼬인 전선 PEV-0,44 14mm가 사용되며 중앙에 탭이 있는 XNUMX회전이 포함됩니다.

권선 후 릴 전체에 셸락이 함침됩니다. 건조 속도를 높이려면 권선 II를 통해 0,3...0,4A의 직류 전류를 통과시켜 코일을 예열할 수 있습니다. 이때 코일에는 자기 회로가 없어야 합니다. 최대 권선 인덕턴스를 얻기 위해 자기 회로의 두 부분을 페라이트 분말이 혼합된 셸락으로 접착합니다. 건조 후 자기 회로는 여러 층의 종이 접착 테이프로 감겨집니다. 변압기 T1 권선 I의 각 절반의 인덕턴스는 130μH 이상이어야 합니다.

LED, 다이오드 VD1, 퓨즈 홀더, 전원 스위치, 입력 및 출력 소켓을 제외한 변환기의 모든 요소는 1,5mm 두께의 단면 호일 유리 섬유로 만들어진 인쇄 회로 기판에 설치됩니다. 그림에 표시됩니다. 2.

승압 DC/DC 전압 변환기, 12/300볼트

보드는 154x64x39mm 크기의 케이스에 설치됩니다. 보드는 집에서 제작되었으며 2mm 두께의 폴리스티렌 시트로 접착되어 있습니다. LED, 퓨즈 홀더, 전원 스위치, 입력 및 출력 소켓은 케이스 측면 벽에 있는 구멍에 설치됩니다(그림 3).

승압 DC/DC 전압 변환기, 12/300볼트

다이오드 VD1은 전원 스위치 SA1과 퓨즈 홀더 FU1의 단자에 있습니다. 하우징 커버에는 통풍구가 있습니다(그림 4).

승압 DC/DC 전압 변환기, 12/300볼트

변환기 설정은 연결된 부하 없이 300~310V 범위에 있어야 하는 출력 전압을 확인하는 것으로 요약됩니다. 필요한 경우 저항 R15를 선택하여 변경됩니다.

배터리 방전 제어 장치를 설정하려면 공급 전압이 11V로 감소하면 HL10,8 LED가 꺼지도록 저항 R1을 선택해야 합니다.

저자: Belyaev S.

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