एलईडी चालक के लिए 2 कॉम्पैक्ट 12 वी 2 एम्प एसएमपीएस सर्किट

इस पोस्ट में हम IC UC2842 का उपयोग करते हुए 2 सरल 12V 2 amp SMPS सर्किट पर विस्तार से चर्चा करते हैं। हम विभिन्न फॉर्मूलों का मूल्यांकन करके 2 amp फ्लाईबैक डिज़ाइन का अध्ययन करते हैं, जो ट्रांसफॉर्मर घुमावदार और भागों के विनिर्देशों के लिए सटीक चयन विवरण प्रदान करता है।

डिजाइन # 1: परिचय

पहला डिज़ाइन बहुमुखी IC VIPer53-E पर आधारित है।

VIPer53-E एक बेहतर करंट मोड PWM कंट्रोलर के साथ बनाया गया है जिसमें एक ही वोल्टेज MDMesh ™ Power MOSFET है। VIPer53-E को अलग-अलग पैकेजों के एक जोड़े में पाया जा सकता है, DIP8 और PowerSO-10.। बेंचमार्क बोर्ड निस्संदेह एक ऑफलाइन वाइड रेंज पावर सप्लाई है जिसमें PWM53-E को शामिल किया गया है, जो PWM को ऑपरेट करके सेकेंडरी रेगुलेशन के लिए डिज़ाइन किया गया है। युग्मक। स्विचिंग आवृत्ति 100 kHz है और कुल उत्पादन शक्ति 24 W है।

नीचे आईसी की कुछ मुख्य विशेषताएं दी गई हैं:

• एसएमपीएस आधारित सामान्य प्रयोजन बिजली की आपूर्ति
• चर सीमित सुविधा के साथ-साथ वर्तमान मोड नियंत्रण
• एक अच्छा 75% के आसपास दक्षता
• आउटपुट को शॉर्ट-सर्किट और अधिभार संरक्षण के साथ सुरक्षित किया जाता है
• इन-बिल्ट थर्मल शटडाउन सुरक्षा के माध्यम से तापमान को भी नियंत्रित किया जाता है
• EN55022 क्लास बी ईएमआई विनिर्देश और ब्लू एंजेल मानकों के साथ शिकायत।

VIPer53-E का उपयोग कर प्रस्तावित 12V 2 amp सर्किट के सर्किट आरेख को नीचे दिखाए गए चित्र में देखा जा सकता है:

डाउनलोड पूर्ण पीसीबी और भागों सूची

मुख्य परिचालन स्थितियों का अध्ययन निम्नलिखित छवि के माध्यम से किया जा सकता है:

ट्रांसफार्मर विवरण:

उपरोक्त SMPS सर्किट के लिए फेराइट कोर ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग विवरण का विश्लेषण निम्नलिखित आंकड़ों में प्रस्तुत आंकड़ों के अनुसार किया जा सकता है:

VIPer53-E पर अधिक जानकारी का अध्ययन किया जा सकता है इस आलेख में

डिजाइन # 2: परिचय

अगला डिज़ाइन इसी पर आधारित है टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स से आईसी UC2842 , जिसका उपयोग उच्च ग्रेड, ठोस अवस्था, बहुत विश्वसनीय SMPS सर्किट 12V में रेटेड के लिए किया जा सकता है, और वर्तमान आउटपुट @ 2 amp से 4 amps के साथ।

इस डिज़ाइन का पूरा सर्किट आरेख निम्नलिखित आकृति में सेन हो सकता है:

आइए इस 12V 2 amp एसएमपीएस सर्किट में उपयोग किए जाने वाले कुछ मुख्य घटकों के कार्यों और जटिलताओं को समझने की कोशिश करें:

सिने इनपुट बल्क संधारित्र और न्यूनतम थोक वोल्टेज:

दर्शाया गया थोक संधारित्र Cin को समानांतर में एकल या कुछ कैपेसिटर का उपयोग करके शामिल किया जा सकता है, संभवतः अंतर-मोड चालन के कारण उत्पन्न शोर को समाप्त करने के लिए उन पर एक प्रारंभ करनेवाला का उपयोग करके। इस संधारित्र का मूल्य न्यूनतम थोक वोल्टेज का स्तर तय करता है।

यदि न्यूनतम मान का उपयोग न्यूनतम बल्क वोल्टेज को कम करने के लिए किया जाता है, तो परिणामस्वरूप स्विचिंग मॉस्फ़ेट्स और ट्रांसफार्मर को अधिभारित प्राथमिक शिखर करंट भी मिल सकता है।

इसके विपरीत मूल्य को बड़ा रखने के परिणामस्वरूप मस्जिद और ट्रैफ़ो पर उच्च शिखर वर्तमान हो सकता है, जो स्वीकार्य नहीं है, इसलिए आरेख में इंगित उचित मूल्य को चुना जाना चाहिए।
यह निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके किया जा सकता है:

यहां विन (मिनट) न्यूनतम एसी इनपुट वोल्टेज का आरएमएस मान दर्शाता है जो लगभग 85 वी आरएमएस है।

ऑनलाइन (मिनट) उपरोक्त आरएमएस मान की आवृत्ति को दर्शाता है जिसे 47 हर्ट्ज माना जा सकता है।

उपरोक्त समीकरण के संदर्भ में, न्यूनतम 75V बल्क वोल्टेज मान को प्राप्त करने के लिए, 85% दक्षता पर, सिने मूल्य को लगभग 126uF होना चाहिए, हमारे प्रोटोटाइप में 180uF को बस ठीक पाया गया।

टैनफॉर्मर टर्न अनुपात की गणना:

ट्रांसफार्मर मोड़ गणना के साथ शुरू करने के लिए, सबसे अनुकूल स्विचिंग आवृत्ति को पता लगाने की आवश्यकता है।

यद्यपि IC UC2842 500kHz की अधिकतम आवृत्ति का उत्पादन करने के लिए निर्दिष्ट किया गया है, लेकिन 110kHz पर डिवाइस को चुनने और सेट करने के लिए तय किए गए सभी व्यवहार्य और दक्षता संबंधी मापदंडों को देखते हुए।

इसने ट्रांसफार्मर आकार, ईएमआई फिल्टर आयाम के संदर्भ में डिजाइन को काफी अच्छी तरह से संतुलित करने की अनुमति दी और अभी भी सहनीय नुकसान के भीतर संचालन को बनाए रखा है।

एनपीएस शब्द ट्रांसफॉर्मर के प्राथमिक को संदर्भित करता है और यह माध्यमिक रेक्टिफायर डायोड विनिर्देशों की रेटिंग के साथ उपयोग किए जाने वाले ड्राइवर के मच्छर की रेटिंग के आधार पर निर्धारित किया जा सकता है।

एक इष्टतम मॉस्फ़ेट रेटिंग के लिए हमें सबसे पहले आरएमएस वोल्टेज मान के संदर्भ में पीक बल्क वोल्टेज की गणना करने की आवश्यकता है जो हमारे मामले में 265 वी इनपुट एसी है। इसलिए हमारे पास है:

सादगी और लागत प्रभावशीलता के लिए, इस 12V 2 amp smps सर्किट प्रोटोटाइप के लिए एक 650V रेटेड मस्जिद IRFB9N65A का चयन किया गया था।

अगर हम मस्जिद नाले पर अधिकतम वोल्टेज के तनाव को इसके लगभग 80% विनिर्देशों पर विचार करते हैं, और अधिकतम थोक इनपुट आपूर्ति से अनुमेय वोल्टेज स्पाइक के रूप में 30% लेते हैं, तो परिणामी परिलक्षित आउटपुट वोल्टेज 130V से कम होने की उम्मीद की जा सकती है। निम्नलिखित समीकरण में व्यक्त:

इसलिए 12 वी आउटपुट के लिए अधिकतम प्राथमिक / माध्यमिक ट्रांसफार्मर टर्न अनुपात या एनपीएस की गणना निम्नलिखित समीकरण में संकेत के रूप में की जा सकती है:

हमारे डिजाइन में एनपीएस = 10 का एक मोड़ अनुपात शामिल किया गया है।

इस वाइंडिंग की गणना इस तरह से की जानी चाहिए कि यह एक वोल्टेज का उत्पादन करने में सक्षम हो, जो आईसी के न्यूनतम Vcc विनिर्देशन से थोड़ा अधिक हो सकता है, ताकि IC इष्टतम परिस्थितियों में संचालित हो सके और पूरे सर्किट में स्थिरता बनी रहे।

सहायक घुमावदार एनपीए की गणना निम्न सूत्र में दर्शाई गई है:

ट्रांसफार्मर में सहायक वाइंडिंग का उपयोग आईसी को ऑपरेटिंग सप्लाई देने के लिए किया जाता है।

अब आउटपुट डायोड के लिए, इस पर वोल्टेज का तनाव आउटपुट वोल्टेज और परिलक्षित इनपुट आपूर्ति के बराबर हो सकता है, जैसा कि नीचे दिया गया है:

'रिंगिंग' घटना के कारण वोल्टेज स्पाइक्स का मुकाबला करने के लिए, एक Schottky डायोड को 60V या उससे अधिक के अवरुद्ध वोल्टेज के साथ रेट किया गया था जो इस डिजाइन में आवश्यक और नियोजित महसूस किया गया था।

इसके अलावा उच्च वोल्टेज चालू स्पाइक कारक को दूर रखने के लिए, यह फ्लाईबैक कनवर्टर डिज़ाइन किया गया है एक सतत चालन मोड (CCM) के साथ काम करना।

अधिकतम ड्यूटी चक्र की गणना:

जैसा कि उपरोक्त पैराग्राफ में चर्चा की गई है, एक बार जब हम ट्रांसफार्मर के एनपीएस की गणना करते हैं, तो आवश्यक अधिकतम शुल्क चक्र डीमैक्स को ट्रांसफर फ़ंक्शन के माध्यम से सीसीएम आधारित कन्वर्टर्स के लिए आवंटित किया जा सकता है, विवरण नीचे देखा जा सकता है:

ट्रांसफार्मर इंडक्शन और पीक करंट

हमारी चर्चा में 12V 2 amp smps सर्किट ट्रांसफॉर्मर मैग्नेटाइजिंग इंडक्शन Lp CCM मापदंडों के अनुसार निर्धारित किया गया था। इस उदाहरण में इंडक्शन को इस तरह चुना गया कि कनवर्टर लगभग 10% लोड के साथ CCM कार्य क्षेत्र में उतरने में सक्षम है और आउटपुट रिपल को सबसे कम रखने के लिए न्यूनतम बल्क वोल्टेज का उपयोग कर रहा है।

विभिन्न तकनीकी विशिष्टताओं और सूत्रों के बारे में अधिक जानकारी के लिए आप इसका अध्ययन कर सकते हैं मूल डेटाशीट यहाँ