Merancang litar Bekalan Tenaga yang cekap bukanlah satu cabaran. Mereka yang sudah bekerja dengan litar SMPS akan dengan senang hati bersetuju bahawa reka bentuk pengubah flyback memainkan peranan penting dalam merancang litar bekalan kuasa yang cekap. Selalunya transformer ini tidak tersedia di rak dengan parameter yang sama dengan reka bentuk kami. Jadi dalam tutorial reka bentuk transformer inikita akan belajar bagaimana membina transformer kita sendiri seperti yang dikehendaki oleh reka bentuk litar kita. Perhatikan bahawa tutorial ini hanya merangkumi teori yang menggunakan yang kemudian dalam tutorial lain kita akan membina litar SMPS 5V 2A dengan transformer buatan tangan seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas untuk pendedahan praktikal. Sekiranya anda benar-benar baru dalam transformer, sila baca artikel Asas Transformer untuk lebih memahami prosesnya.
Bahagian dalam pengubah SMPS
An SMPS pengubah reka bentuk mempunyai berbeza bahagian pengubah yang secara langsung bertanggungjawab bagi pelaksanaan pengubah. Bahagian - bahagian yang terdapat dalam transformer dijelaskan di bawah, kami akan mengetahui kepentingan setiap bahagian dan bagaimana ia harus dipilih untuk reka bentuk transformer anda. Bahagian ini sama dalam kebanyakan kes untuk jenis transformer lain.
Teras
SMPS bermaksud unit bekalan kuasa mod suis. Sifat transformer SMPS sangat bergantung pada frekuensi di mana ia beroperasi. Frekuensi beralih tinggi membuka kemungkinan untuk memilih transformer SMPS yang lebih kecil frekuensi tinggi ini, transformer SMPS menggunakan teras ferit.
Yang reka bentuk teras pengubah adalah perkara yang paling penting dalam SMP pembinaan pengubah. Inti mempunyai jenis A L yang berbeza (Koefisien induktansi teras yang belum diketengahkan) bergantung pada bahan teras, ukuran teras, dan jenis teras. Popular jenis bahan teras adalah N67, N87, N27, N26, PC47, PC95, dan lain-lain parameter Juga, pengeluar teras ferit menyediakan diperincikan dalam helaian data, yang akan menjadi berguna semasa memilih teras pengubah anda
Sebagai contoh, berikut adalah lembar data EE25 teras popular.
Gambar di atas adalah lembaran data inti EE25 dari PC47 dari pengeluar teras TDK yang terkenal. Setiap maklumat akan diperlukan untuk pembinaan pengubah. Walau bagaimanapun, Cores mempunyai hubungan langsung dengan watt output, oleh itu untuk watt SMPS yang berbeza bentuk dan ukuran teras diperlukan.
Berikut adalah senarai teras bergantung pada watt. Senarai itu berdasarkan pembinaan 0-100W. Sumber senarai diambil dari dokumentasi Power Integration. Jadual ini akan berguna untuk memilih teras yang tepat untuk reka bentuk pengubah anda berdasarkan penilaian wattnya.
| Kuasa Output Maksimum | Inti ferit untuk pembinaan TIW | Inti ferit untuk pembinaan Margin Wound |
| 0-10W |
EPC17, EFD15, EE16, EI16, EF15, E187, EE19, EI19 |
EEL16, EF20, EEL19, EPC25, EFD25 |
| 10-20W |
EE19, EI19, EPC19, EF20, EFD20, EE22, EI22 |
EEL19, EPC25, EFD25, EF25 |
| 20-30W | EPC25, EFD25, E24 / 25, EI25, EF25, EI28 |
EPC30, EFD30, EF30, EI30, ETD29, EER28 |
| 30-50W |
EI28, EF30, EI30, ETD29, EER28 |
EI30, ETD29, EER28,
EER28L, EER35 |
| 50-70W |
EER28L, ETD34, EI35, EER35 |
EER28L, ETD34, EER35, ETD39 |
| 70-100W |
EPC30, EFD30, EF30, EI30, ETD29, EER28 |
EER35, ETD39, EER40, E21 |
Inilah istilahnya, TIW bermaksud pembinaan wayar bertebat Triple. Inti E adalah yang paling popular dan banyak digunakan dalam transformer SMPS. Walau bagaimanapun, inti E mempunyai beberapa kes, seperti EE, EI, EFD, ER, dll. Semuanya kelihatan seperti huruf 'E', tetapi bahagian tengahnya berbeza untuk setiap bahan. Biasa jenis E teras digambarkan di bawah dengan bantuan imej.
Teras EE
Teras EI
Teras ER
Teras EFD
Bobbin
Gelendong adalah perumahan teras dan belitan. Gelendong mempunyai lebar efektif yang penting untuk mengira diameter wayar dan pembinaan pengubah. Bukan hanya ini, gelendong transformer juga mempunyai tanda putus - putus yang memberikan maklumat belitan primer. Bobbin transformer EE16 yang biasa digunakan ditunjukkan di bawah
Penggulungan primer
The SMPS pengubah penggulungan akan mempunyai penggulungan rendah dan sekurang-kurangnya satu penggulungan menengah, berdasarkan reka bentuk ia mungkin hav penggulungan lebih sekunder atau tambahan penggulungan. Penggulungan utama adalah penggulungan pengubah pertama dan paling dalam. Ia dihubungkan secara langsung ke sisi utama SMPS. Biasanya bilangan belitan di sisi primer lebih banyak daripada belitan pengubah lain. Mencari penggulungan Utama dalam pengubah adalah mudah; seseorang hanya perlu memeriksa bahagian titik pengubah untuk penggulungan utama. Umumnya terletak di seberang voltan tinggi mosfet.
Dalam skema SMPS, anda dapat melihat DC voltan tinggi dari kapasitor voltan tinggi yang dihubungkan dengan sisi utama pengubah dan hujung yang lain disambungkan dengan pemacu kuasa (pin saliran mosfet dalaman) atau dengan pin saliran MOSFET voltan tinggi yang berasingan.
Penggulungan sekunder
Penggulungan sekunder menukar voltan dan arus di sisi primer kepada nilai yang diperlukan. Mengetahui output sekunder agak rumit kerana dalam beberapa reka bentuk SMPS pengubah biasanya mempunyai banyak output sekunder. Walau bagaimanapun, output atau sisi voltan rendah dari litar SMPS umumnya disambungkan ke belitan sekunder. Satu sisi penggulungan sekunder adalah DC, GND dan sisi lain dihubungkan merentasi diod keluaran.
Seperti yang dibincangkan, pengubah SMPS dapat mempunyai banyak output. Oleh itu, pengubah SMPS juga boleh mempunyai beberapa belitan sekunder.
Penggulungan bantu
Terdapat pelbagai jenis reka bentuk SMPS di mana litar pemandu memerlukan sumber voltan tambahan untuk menghidupkan IC pemandu. Penggulungan tambahan digunakan untuk memberikan voltan tambahan ini ke litar pemandu. Contohnya jika IC pemacu anda beroperasi pada 12V maka pengubah SMPS akan mempunyai belitan output tambahan yang dapat digunakan untuk menghidupkan IC ini.
Pita penebat
Transformer tidak mempunyai sambungan elektrik antara belitan yang berlainan. Oleh itu, sebelum membungkus belitan yang berlainan, pita penebat diperlukan untuk melilit belitan untuk pemisahan. Pita penghalang poliester khas digunakan dengan lebar yang berbeza untuk pelbagai jenis tong sampah. Ketebalan pita mestilah 1-2mil untuk menyediakan penebat.
Langkah Reka Bentuk Transformer:
Setelah kita mengetahui unsur-unsur asas dalam pengubah, kita dapat mengikuti langkah-langkah berikut untuk merancang transformer kita sendiri
Langkah 1 : Cari inti yang betul untuk output yang diinginkan. Pilih inti yang betul yang disenaraikan di bahagian di atas.
Langkah 2 : Mengetahui giliran Utama dan menengah.
Giliran primer dan sekunder saling berkaitan dan bergantung pada parameter lain. The formula reka bentuk pengubah untuk mengira selekoh rendah dan menengah ialah-
Di mana,
N p adalah giliran utama, N s adalah giliran sekunder, Vmin adalah voltan input minimum, Vds adalah aliran ke voltan sumber Power Mosfet, Vo adalah voltan keluaran
Vd adalah penurunan voltan hadapan diod keluaran
Dan Dmax adalah kitaran tugas maksimum.
Oleh itu, giliran primer dan sekunder saling berkaitan dan mempunyai nisbah putaran. Dari pengiraan di atas, nisbah dapat ditetapkan dan oleh itu dengan memilih giliran sekunder, seseorang dapat mengetahui giliran utama. Amalan yang baik adalah menggunakan 1 putaran setiap voltan keluaran penggulungan sekunder.
Langkah 3: Peringkat seterusnya adalah mengetahui induktansi utama pengubah. Ini dapat dikira dengan formula di bawah,
Di mana, P 0 adalah kuasa output, z adalah faktor peruntukan kerugian, n adalah kecekapan, f s adalah frekuensi beralih, Saya p adalah arus primer puncak, K RP adalah nisbah arus riak ke puncak.
Langkah 4: Tahap seterusnya adalah untuk mengetahui induktansi berkesan bagi inti jurang yang diinginkan.
Gambar di atas menunjukkan apakah inti yang ternganga. Jurang adalah teknik untuk mengurangkan nilai induktansi utama teras ke nilai yang diinginkan. Pengeluar teras menyediakan teras yang lemah untuk penilaian LG yang diinginkan. Sekiranya nilai tidak tersedia, seseorang boleh menambahkan spacer di antara teras atau mengisar untuk mendapatkan nilai yang diinginkan.
Langkah 5: Langkah seterusnya adalah mengetahui diameter wayar primer dan sekunder. Diameter wayar primer dalam milimeter ialah
Di mana, BW E adalah lebar gelendong yang berkesan dan N p adalah bilangan putaran utama.
The diameter wayar menengah dalam milimeter ialah-
BW E adalah lebar gelendong yang berkesan, N S adalah bilangan lilitan sekunder, dan M adalah margin di kedua sisi. Wayar perlu ditukar dalam standard AWG atau SWG.
Untuk konduktor sekunder, lebih besar daripada 26 AWG tidak dibenarkan kerana peningkatan kesan kulit. Dalam kes sedemikian, wayar selari boleh dibina. Dalam penggulungan wayar selari, itu bermaksud apabila lebih daripada dua wayar diperlukan untuk dililit untuk sisi sekunder, diameter setiap wayar boleh mewakili nilai wayar tunggal sebenar untuk penggulungan lebih mudah di sisi sekunder transformer. Inilah sebabnya mengapa anda dapati beberapa pengubah mempunyai dawai ganda pada satu gegelung.
Ini semua mengenai reka bentuk pengubah SMPS. Kerana kerumitan yang berkaitan dengan reka bentuk yang kritikal, perisian reka bentuk SMPS seperti Pakar PI untuk penyatuan kuasa atau Viper dari ST menyediakan alat dan unggul untuk mengubah dan mengkonfigurasi pengubah SMPS seperti yang diperlukan. Untuk mendapatkan pendedahan yang lebih praktikal, anda boleh melihat tutorial reka bentuk 5V 2A SMPS ini di mana kami menggunakan Pakar PI untuk membina pengubah kami sendiri menggunakan perkara yang dibincangkan setakat ini.
Harap anda memahami tutorial dan menikmati belajar sesuatu yang baru, jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, sila tinggalkan di bahagian komen atau hantar di forum untuk mendapatkan respons yang lebih pantas.