Top224Y схема включения: TOP224Y(N) — ИС для импульсных ИП — МИКРОСХЕМЫ — Электронные компоненты (каталог)

Двухканальный источник питания мощностью 20W для высокотемпературных применений.




Автор Геннадий Бандура
Email: Bandura (at) macrogroup.ru
www.macrogroup.ru
тел. +7 (812) 370 60 70

 

Двухканальный источник питания мощностью 20W для высокотемпературных применений.

Краткая спецификация:

Входное напряжение: 85-265 VAC

Выходные каналы: 12V/1.25A и -14V/0.4A

Применение: Оборудование, работающее при высоких температурах (к примеру кухонное оборудование).

Номер документа: DER-53

Автор документа: Департамент по применению Power Integrations.

Достоинства этого решения:

1) Работа при повышенной температуре окружающей среды. Работоспособен при Tamb=105C.

2) TOP247Y работает на частоте в 66 кHz, что снижает потери и размер фильтра ЭМИ.

3) Снижены габариты печатного узла 7″x5″.

4) Высокий КПД>85% при работе на полной нагрузке.

Внешний вид источника питания.

Полная спецификация:







Описание

Обозначение

Мин.

Норма

Макс.

Ед. изм

Вход

Напряжение

Частота

Потребление на холостом ходу (230VAC).

Vin

fline

 

85

47

 

 

 

50/60

 

 

265

64

0.3

 

VAC

Hz

W

Выход

Напряжение 1 канал

Пульсация 1 канал

Ток 1 канал

Напряжение 2 канал

Пульсация 2 канал

Ток 2 канал

Выходная мощность (RMS)

Выходная мощность (пиковая)

Vout1

Vripple1

Iout1

Vout2

Vripple2

Iout2

Pout

Pout_peak

 

 

 

0.25

 

 

0.05

 

 

 

12

 

 

-14

 

 

 

 

 

 

50

1.25

 

100

0.4

20.6

40

 

V

mV

A

V

mV

A

W

W

КПД n

85

%

Параметры безопасности и ЭМИ

Соответствуют CISPR22B / EN55022B, IEC950, UL1950 Class II

Рабочий диапазон окружающей температуры Tamb

0

105

C

Схема источника питания (кликните на схему для увеличения):

Описание работы схемы:

Схема на рисунке выше представляет собой обратноходовый преобразователь на базе микросхемы TOP247Y. Схема спроектирована на диапазон входных напряжений 85-265 VAC и на выходе выдает 2 напряжения: +12V (at) 1.25A и —14V (at) 0.4A.

Конденсатор С1 вместе с индукцией рассеяния L1 фильтруют дифференциальную помеху, в то же время д1 еще снижает синфазную помеху.

Мостовой выпрямитель выполненый на дискретных элементах D1-D4 и конденсатор С2 формируют первичную шину высокого постоянного напряжения. С3 снимает высокочастотный «звон». Резистор R1 подавляет ЭМИ средней частоты. Высокое постоянное напряжение прикладывается к выводу первичной обмотки трансформатора T1. Другой вывод этой обмотки управляется MOSFET транзистором интегрированным в U1. Диоды D6 и D5 срезают высоковольтные выбросы образующиеся из-за индукции рассеяния трансформатора при выключении MOSFET транзистора. Емкость С4 снижает температуру D5 шунтированием высоковольтных выбросов. Резистор R2 подавляет высокочастотный «звон» на стоке. Резистор R3 устанавливает нижний порог отключения в 69 Вольт, при этом он же устанавливает верхний порог отключения в 320 Вольт. Резистор R4 устанавливает ограничение по току микросхемы U1 в пределах 40% от максимального. Это ограничивает выходной ток при критических условиях работы источника. С5 шунтирует вывод CONTROL микросхемы U1. У емкости С6 3 функции. Обеспечивает U1 необходимой энергией во время старта, обеспечивает функцию авторестарта при критических условиях а также играет роль коэфициента усиления U1, как функции от частоты. R5 стабилизирует петлю обратной связи источника питания. Диод D7 и емкость С19 обеспечивают выпрямление и фильтрацию напряжения смещения для U1 и U2.

Выход трансформатора T1 выпрямляется и фильтруется элементами D8, C10-C11, D9 и C14. Дроссель L2(L3), элементы C12(C15) и С13(С16) — обеспечивают дополнительную высокочастотную фильтрацию. Резистор R6(R7) и С8(С9) обеспечивают демпфирование D8(D9). Это особо важно для работы в режиме холостого хода и для подавления высокочастотных ЭМИ. При этом этими элементами можно управлять для подстройки источника питания под свои нужды. Увеличение С8 и снижение R6 будет увеличиваться подавление высокочастотных ЭМИ, но ценой этого будет увеличение энергопотребления на холостом ходу.

Резисторы R11 и R12 делят выходное напряжение и прикладывают его на вывод уcилителя ошибки микросхемы U1. Стабилизатор U3 управляет оптопарой U2 через резистор R6 для передачи информации по обратной связи на вывод CONTROL микросхемы U1. Кроме этого выход оптопары питает U1 во ремя нормальной работы схемы. Диод D8 и С18 защищают источник питания от перенапряжения при старте. Резистор R9 разряжяет С18 при отключении источника питания. Компоненты С6, С17, R5, R10, R8 компенсируют обратную связь.

Разводка печатного узла:

Перечень элементов.













































N

Кол-во

Обозначение

Part number

Описание

Производитель

Номинал

1

1

C1 ECQ-U2A224ML 220nF, 275 VAC, Film, X2 Panasonic 220nF

2

1

C2 UVZ2G221MRD 220uF, 450V, Electrolytic, Gen.Purpose Nichicon 220uF

3

1

C3 5GASS20 20nF, 500 V, Disc Ceramic Vishay 20nF

4

1

C4 ECK-D3A472KBN 4.7nF, 1 kV, Disc Ceramic Panasonic 4.7nF

5

4

C5 C13 C16 C17 ECU-S1h204KBB 100nF, 50 V, Ceramic, X7R Panasonic 100nF

6

1

C6 KME16VB47RM5X11LL 47uF, 16 V, Electrolytic, Gen. Purpose, (5 x 11) United Chemi-Con 47uF

7

1

C7 440LD22 2.2nF, Ceramic, Y1 Vishay 2.2nF

8

2

C8 C9 NCD471K1KVY5F 470pF, 1 kV, Disc Ceramic NIC Components Corp 470pF

9

2

C10 C11 LXZ35VB102MK25LL 1000uF, 35 V, Electrolytic, Low ESR, 30mOhm, (12.5 x 25) United Chemi-Con 1000uF

10

2

C12 C15 KME35VB101M6X11LL 100uF, 35 V, Electrolytic, Gen. Purpose, (8 x 11.5) United Chemi-Con 100uF

11

1

C14 KZE35VB471MJ20LL 470uF, 35 V, Electrolytic, Very Low ESR, 23mOhm, (10 x 20) United Chemi-Con 470uF

12

1

C18 KME50VB10RM5X11LL 10uF, 50 V, Electrolytic, Gen. Purpose, (5 x 11) United Chemi-Con 10uF

13

1

C19 KMG50VB1R0M5X11LL 1uF, 50 V, Electrolytic, Gen. Purpose, (5 x 11) United Chemi-Con 1uF

14

4

D1 D2 D3 D4 1N5407 800 V, 3 A, Rectifier, DO-201AD Vishay 1N5407

15

1

D5 P6KE200A 200 V, 5 W, 5%, DO204AC (DO-15) Vishay P6KE200A

16

1

D6 UF4005 600 V, 1 A, Ultrafast Recovery, 75 ns, DO-41 Vishay UF4005

17

2

D7 D10 1N4148 75 V, 300mA, Fast Switching, DO-35 Vishay 1N4148

18

1

D8 MBR2060CT 60 V, 20 A, Dual Schottky, TO- 220AB Vishay MBR2060CT

19

1

D9 SB580 80 V, 5 A, Schottky, DO-201AD Vishay SB580

20

1

F1 3,701,315,041 3.15 A, 250V,Fast, TR5 Wickman 3.15 A

21

1

J1 26-48-1045 CONN HEADER 4POS(1 X 4) .156 VERT TIN Molex CON4

22

1

J2 26-48-1031 CONN HEADER 3POS(1 X 3) .156 VERT TIN Molex CON3

23

1

L1 ELF18N012A 9.5mH, 1.2 A, Common Mode Choke Panasonic 9.5mH

24

1

L2 ELC08D3R3E 3.3uH, 5.7 A Panasonic 3.3uH

25

1

L3 822LY-3R3M 3.3uH, 2.66 A Toko 3.3uH

26

1

R1 CFR-25JB-2R2 2.2 R, 5%, 1/4 W, Carbon Film Yageo 2.2

27

1

R2 CFR-50JB-68K 68 k, 5%, 1/2 W, Carbon Film Yageo 68 k

28

1

R3 CFR-50JB-2M2 2.2 M, 5%, 1/2 W, Carbon Film Yageo 2.2 M

29

1

R4 MFR-25FBF-13K0 13 k, 1%, 1/4 W, Metal Film Yageo 28 k 1%

30

1

R5 CFR-12JB-6R8 6.8 R, 5%, 1/8 W, Carbon Film Yageo 6.8

31

2

R6 R7 CFR-25JB-33R 33 R, 5%, 1/4 W, Carbon Film Yageo 33

32

1

R8 CFR-12JB-470R 470 R, 5%, 1/8 W, Carbon Film Yageo 470

33

1

R9 CFR-12JB-15K 15 k, 5%, 1/8 W, Carbon Film Yageo 15 k

34

1

R10 CFR-12JB-3K3 3.3 k, 5%, 1/8 W, Carbon Film Yageo 3.3 k

35

1

R11 MFR-25FBF-38K3 38.3 k, 1%, 1/4 W, Metal Film Yageo 38.3 k

36

1

R12 MFR-25FBF-10K0 10 k, 1%, 1/4 W, Metal Film Yageo 10 k

37

1

R13 CFR-12JB-1K0 1 k, 5%, 1/8 W, Carbon Film Yageo 1 k

38

1

RT1 CL150 NTC Thermistor, 5 Ohms, 4.7 A Thermometrics 5 ohm

39

1

RV1 V275LA20A 275 V, 75 J, 14 mm, RADIAL Littlefuse 275Vac

40

1

T1 YC-3508 Bobbin, EER35, Vertical, 14 pins Ying Chin EER35

41

1

U1 TOP247Y TOPSwitch-GX, TOP247Y, TO220-7C Power Integrations TOP247Y

42

1

U2 ISP817D, PC817X4 Opto coupler, 35 V, CTR 300- 600%, 4-DIP Isocom, Sharp PC817D

43

1

U3 TL431CLP 2.495 V Shunt Regulator IC, 2%, 0 to 70C, TO-92 Texas Instruments TL431

Конструкция трансформатора:

Электрическая схема:

Электрическая спецификация:





Электрическая прочность 1 секунда, 60Hz, с выв. 1-7 на выв. 8-14. 3000 VAC
Индуктивность первичной обмотки Выводы 1-4, ост. обмотки разомкнуты, 66 KHz, 0.4 Vrms. 683uH, +/-10%
Резонансная частота Выводы 1-4, ост. обмотки разомкнуты. 500 kHz (мин.)
Индукция рассеяния первиной обмотки Выводы 1-4 (выв. 8-14 закорочены), 66 KHz, 0.4 Vrms. 4uH (макс.)

Схема построения.

Схема каркаса (кликните на схему для увеличения).

Рабочие характеристики источнкиа питания.

1) Зависимость КПД от входного напряжения.

2) Зависимость входной потребляемой мощности от входного напряжения при минимальной нагрузке.

3) Нестабильность выходного напряжения по нагрузке.

4) Нестабильность выходного напряжения по сети.

5) Тепловые характеристики.

Для осуществления замеров температуры блок питания был помещен в термошкаф с температурой 105С. После наступления теплового равновесия были размещены термопары на критические с точки зрения температуры элементы схемы: микросхему TOPSwitch, импульсный трансформатор и выходной выпрямительный диод. При выходе источника питания на полную мощность и при длительной работе на этой мощности не было замечено значительных отклонения от изначальной температуры.

Данные с термопар сведены в таблицу.








Температура (С)

Элемент

115VAC

230VAC

Окружающая среда

105

105

Трансформатор (T1)

109

105

TOPSwitch (U1)

105

105

Выпрямитель (D8)

105

105

Конденсатор (С8)

105

105

Уровень наведенных ЭМИ.

Замеры наведенных ЭМИ прототипа источника питания были осуществлены с целью выяснить эффективность входного фильтра, конструкции трансформатора и правильности разводки печатной платы. Замеры проводились при входном напряжении 115VAC/60Hz с максимальной пиковой нагрузкой приложенной к обоим каналам.

Результаты замеров проедставлены в диаграмах:

1) Фаза

2) Нейтраль

Купить образцы микросхем Power Integrations, заказать бесплатную литературу и программное обеспечение, а также получить квалифицированную техническую поддержку вы сможете у эксклюзивного дистрибьютора Power Integrations в России — компании Макро Групп.

www.powerint.ru

Документ перевел:

Геннадий Бандура

Бренд-менеджер Power Integrations

МАКРО ГРУПП

Тел. : +7 (812) 370 60 70

Факс: +7 (812) 370 50 30
Bandura (at) macrogroup.ru


Блок питания на TOP222Y — AVR devices

Понадобился мне для одного из моих проектов блок питания. Да такой чтоб с небольшими габаритами и с приличными характеристиками. Мне требовалось напряжение 5 вольт и ток не менее двух ампер. Однозначно, что блок питания должен быть импульсным. Сейчас существует великое множество различных ШИМ контроллеров на которых можно сделать такой блок питания. Я решил остановится на микросхемах от Power Integrations а точнее на Top Switch. Выбор обусловлен популярность и низкой ценой при неплохих характеристиках.

Кроме этого не надо почти ни какой обвязки и настройки! Короче как раз для меня 🙂 Хочу напомнить что блок питания является источником повышенной опасности, так как некоторые его детали находятся под напряжением угрожающим жизни человека. Высоковольтный электролитический конденсатор С2 в некоторых случаях может длительное время быть заряженным! Короче я предупреждал. Хотя ток своих не бьёт 🙂

Теперь немного сухих цифр:

  • Входное напряжение от  85 до 265 вольт
  • Выходное напряжение 5 вольт
  • Максимальный ток 2 А
  • Пульсации напряжения ~30 милливольт
  • Защита от перегрева
  • Защита от короткого замыкания

А вот и схема этого девайса:

Блок питания на TOP222Y

Ничего нового я здесь не изобрел. Эту схему можно найти в одном из многочисленных апноутов производителя. Вместо TL431 можно поставить обычный стабилитрон, но упадёт стабильность напряжения и нельзя будет его скорректировать. Для коррекции напряжения нужно поиграть резисторами R3 или R2. Можно поставить вместо одного из них подстроечник и установить нужное напряжение.

Трансформатор

Это пожалуй самая сложная часть этого блока питания. Его придётся наматывать самому. У Power Integrations даже есть программа предназначенная для расчёта трансформаторов, но моего TOP222Y среди поддерживаемых ШИМ контроллеров почему то не оказалось. Поэтому пришлось курить мануалы, читать форумы и спрашивать знающих людей. Параметры трансформатора очень сильно зависят от сердечника. Сердечник который я применил в своем блоке был выдран из другого трансформатора от импульсного блока питания принтера. Размеры сердечника такие:

Блок питания на TOP222Y

Чтоб разобрать готовый трансформатор пришлось изрядно повозится. Для того чтоб половинки сердечника расклеились мне пришлось варить трансформатор в кипящей воде некоторое время 🙂 Как видно из рисунка сердечник уже имеет зазор посередине. Если у вашего сердечника нет такого зазора то его нужно сделать проложив между его половинками бумагу. Он должен быть примерно 0,1 — 0,2мм. Наматывать трансформатор нужно начинать с первичной обмотки.  Я наматывал её  проводом диаметром  0,2 мм. Всего я намотал 130 витков. Допустимо использовать от 0,15 мм до 0,25 мм в зависимости от мощности. Провод наматывается виток к витку. Когда первый слой намотан нужно намотать поверх него слой какой-нибудь тонкой изоляционной плёнки. Я использовал какую-то жёлтую плёнку от другого трансформатора. Продолжать наматывать второй слой обмотки нужно с того же места где закончился первый. У меня всего получилось три слоя. Когда первичка намотана нужно намотать на нее пару слоёв плёнки дабы  не замкнула она со вторичкой. Начало обмотки нужно отметить как либо. Это важно! Начало обмотки обозначено на схеме точкой, если концы обмотки перепутать, то блок питания не запуститься или будет отдавать крохотную мощность. Вторичку я мотал проводом диаметром 1 мм 6 витков. Её нужно равномерно растянуть по всей поверхности. После неё еще один слой изоляции и мотает третью обмотку. Я мотал её тем же проводом что и первичку (0.2 мм) 12 витков. Их так же располагаем по всей длине каркаса и не забываем про начало и конец обмотки. Все обмотки мотать надо в одном направлении. Когда намотка обмоток завершена, наматываем еще один слой изоляции, вставляем сердечник, заклеиваем его, припаиваем проводки к штырькам на каркасе и трансформатор готов!

Разводка платы

От разводки платы напрямую зависят характеристики блока питания.  Из-за не правильно разведенной платы может упасть КПД блока питания, возникнут пульсации выходного напряжения, блок начнет создавать помехи, да и еще куча всего остального включая нестабильную работу. В даташите производитель дает некоторые советы по разводке печатной платы и рекомендуется их придерживаться. Дается даже рисунок куска печатной платы. Набор основных правил разводки платы довольно прост:

  • C4 и R1 должны быть максимально близко к выводам SOURСE и CONTROL
  • Земля в «горячей» части блока питания это вывод SOURСE. Поэтому все дорожки которые должны быть подключены к земле следует вести именно к этому выводу. Даже если это не удобно. Это хорошо отображено на принципиальной схеме.
  • Конденсатор С2 ставить поближе к ШИМ контроллеру
  • Ноги у D1 и D2 должны быть минимально длинны и расположены они должны быть как можно ближе к трансформатору
  • Дорожка от вывода DRAIN до трансформатора должна быть как можно короче. Тоже самое касается и дорожки от трансформатора до плюса питания.

Зная и применяя эти правила можно развести свою плату, ибо моя я думаю далека от идеала и можно сделать лучше. Кроме того на моей плате изначально отсутствовал конденсатор С5. Я сейчас я расскажу почему.

Конденсатор С5

Страшный конденсатор как кажется на первый взгляд. Стоит между высоковольтной и низковольтной часть блока питания. А это значит что если его вдруг пробьёт, то блок питания превратится в машину смерти! Поэтому нельзя ставить туда конденсатор какой попало. Для таких целей существуют специальные Y конденсаторы. Бывают Y1 и Y2 нам подойдет любой из них с ёмокстью около 3.3 нф. Чтоб знать как он примерно выглядит я сфоткал свой:

Блок питания на TOP222Y

С этим конденсатором будет немного щипать, если одновременно коснуться заземления и вывода блока питания. Но ничего страшного в этом нет, этот конденсатор стоял абсолютно во всех импульсиниках которые мне доводилось разобрать. И все они точно также кусались. Возникает вопрос, а зачем вообще он нужен? Можно его не впаивать, блок питания заведётся и будет работать но будет выдавать сильные пульсации на выходе. На осциллограмме ниже можно видеть пульсации напряжения на выходе блока питания. В момент снятия показаний, блок питания был нагружен проволочным резистором 5 ом, а конденсатор С5 не впаян:

Блок питания на TOP222Y

А теперь я впаял конденсатор. Нагрузка та же самая:

Блок питания на TOP222Y

Видно что пульсации сильно уменьшились, хоть и остались довольно существенными. Но для меня это не особо критично, т.к. этот блок питания будет всего лишь заряжать пальчиковые аккумуляторы.  Чтоб избавится от остатков пульсаций нужно правильно намотать дроссель и не жалеть ёмкостей С6 и С7. Кстати конденсатор С1 тоже не простой. На нем должно быть написано X2. Его можно найти в компьютерных блоках питания. Он нужен (как я понял) чтоб не выпускать помехи которые создает блок, в сеть 220 в.

Пусконаладка

Ни каких плясок с бубном устраивать мне не пришлось. Всё заработало сразу после первого включения. Да и налаживать то тут особо нечего. Разве что немного подстроить выходное напряжение резисторами  R3 или R2. Если страшно включать его в сеть, то можно вместо предохранителя включить лампочку 220 вольт мощностью 100 ватт. В момент включения лампочка должна вспыхнуть а потом погаснуть (если блок ни чем не нагружен). Если лампочка горит и не гаснет то скорее выключаем блок питания и ищем ошибку. Если это первое испытание блок прошел успешно то можно ставит предохранитель на место и  давать нагрузку потихоньку. Я использовал нихромовую спиральку для этих целей. Дал нагрузку — попробовал не греется ли. Потом еще больше нагрузки и еще… Потом замкнул выводы блока питания накоротко. Ничего не взорвалось и не сгорело. Сработала защита и блок питания начал легонько щёлкать пытаясь запуститься. Разомкнул провода и он стартовал как ни  в чем не бывало. Кстати радиатор оказался не нужен, нагрев TOP222Y оказался минимальным. Я и не ожидал такого.

Итоги

Блок питания получился отличный. Если вы ни когда не делали импульсных блоков питания, то начинать лучше всего именно с ШИМ контроллеров TOP221-227. Проще них вряд-ли можно что-то придумать вообще. Любые комментарии по теме и не совсем — приветствуются.

Скачать печатную плату

Импульсный БП 60Вт на TOP246Y.

Импульсный БП 60Вт на TOP246Y.


Представляю вниманию радиогубителей очередную схему обратноходового преобразователя, но уже сконструированного на основе микросхем из линейки TopSwitch-GX (Top242…250) что позволяет избавиться почти от половины дискретных элементов по сравнению с классическими на UC3842. Как обещает производитель Power Integrations (www.powerint.com) это позволяет повысить надёжность, технологичность устройства, минимизировать его габариты, сэкономить на стоимости платы, уменьшить время проектирования и соответственно изготовления устройства.

Максимальный ток нагрузки: 3А.


Основные узлы:

Выпрямитель сетевого напряжения на диодном мостике BR1 и конденсаторе C4, в схему выпрямителя включен фильтр помех на элементах L1, С1, С2, С3, который защищает не столько схему от входных помех, сколько саму сеть от ВЧ излучений БП. Смягчение броска зарядного тока конденсатора C4 выполняет термистор TR1. Защиту же блока от завышенного напряжения сети, обязан выполнять варистор Z1. При завышении напряжения свыше 300V пробивается Z1, обрывая цепь питания через F1. Причём фильтр ВЧ помех включён не стандартно в цепь постоянного напряжения, это позволяет избавиться от протекания переменного напряжения через конденсаторы С1, С2, С3.

Сердцем блока является DA1 о которой речь шла выше.
Резистор R1 задаёт ограничение максимального входного напряжения на уровне 265V AC. Резисторы R2, R3 определяют максимальный ток МОП ключа, и как правило задаются с 1%-ым допуском, при желании вывод X можно просто «посадить» на общую шину. Элементы D1, R4, C5 формируют необходимую для нормальной работы нелинейность трансформатора.

Цепь смещения (BIAS) образована элементами D2, R5, C6

Цепь обратной связи создающая гальваническую развязку и стабилизацию напряжения задаётся ZD1, R7, R8, U1.

Выпрямитель выходного напряжения образуют элементы D3, C9, C10. L2 — позволяет понизить пульсации выходного напряжения.


Теперь перейдём к изготовлению трансформатора.

Намотка трансформатора производится на каркасе предназначенном для магнитопровода E30/15/7 с магнитной проницаемостью 2500. Первичная обмотка (W1) содержит 34 витка провода ПЕВ-1, ПЕВ-2 диаметром 0,5 мм (должно получится примерно 1,4 слоя). Обмотка BIAS (W2) содержит 4 витка любого провода диаметром 0,1мм (не критично). Вторичная обмотка (W3) содержит 6 витков вдвое сложенного провода ПЕВ-1 или ПЕВ-2 диаметром 0,8 мм. Обмотку (W3) желательно расположить равномерно по длине каркаса. Укладывая обмотки следует между каждым отдельным слоем намотки прокладывать 1… 2 слоя лакоткани. А после намотки W2 можно выполнить экран и соединить его с общей шиной высоковольтного питания. Экран можно выполнять как полоской листовой меди, внимательно следя чтобы экран не образовал короткозамкнутого витка, для этого полоску меди отрезаем такой длины чтобы она образовывала на каркасе незамкнутый круг. Или же экран можно выполнить заполняя один слой подходящим изолированным проводом подходящего диаметра., при этом один конец соединяем с общей шиной выс. напр., второй оставляем «висящим в воздухе». На трансформатор после окончательной сборки можно одеть внешний защитный экран теперь уже образуя КЗ-ый виток и соответственно соединяя его с общей шиной. Естественно особо внимательно следует обращать внимание на фазировку обмоток, при не правильной фазировке блок просто не заведется или не будет отдавать должной мощности с сильным нагревом миккросхемы.


Табличка с деталями:








Элемент

Номинал

Допуск

Примечание

R1

2M

5%

Два последовательно соединенных резисторов по 1М

R2

7,5M+5,6M

1%

Последовательно соединенные

R3

20,5K

1%


R4

68K

5%


R5

4,7

5%


R6

6,8

5%


R7

68

5%


R8

330

5%


C1, C2, C3

0,47мкФx400B


C4

150мкФх400В

Можно больше, как по ёмкости, так и по напряжению.

C5

4700х1кВ

Керамика

C6

1мкФх50В


C7

0,1мкФх50В


C8

10МкФх25В


C9, C10

1000мкФх25В


Z1

300В 2А


TR1

10Ом 2А


U1

PC817


D1

1N4937

Можно заменить на UF4005

D2

1N4148


D3

MBR760

Или другой шоттки на 5А 60В

DA1

TOP246Y


F1

1А 250В


L1

47мкГн 1А


L2

3,3мкГн 3А


ZD1

1N5249


BR1

RS207



Запуск блока производится «навесив» на выход незначительную нагрузку, прекрасно подойдёт 20-ти вольтова лампочка. К сети блок подсоеденяется через бытовую лампочку 100Bт 220V. Для чего это, думаю понятно.

Подстройку выходного напряжения производим резисторами R7, R8. Увеличивая/уменьшая значение R8 получаем уменьшение/увеличение выходного напряжения и увеличивая/уменьшая значение R7 увеличение/уменьшение выходного.


Расположение выводов DA1 смотрим на рисунке:


Относительно площади радиаторов ничего не привожу, как правило на купленных на рынке нет опознавательных знаков. Вариант печатной платы можно посмотреть здесь, плата не от этого блока, но сделана на подобный блок выходной мощностью 30W.

На этом пожалуй всё. Желаю успехов!!!


А все вопросы можно сложить тут.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Импульсные источники питания на микросхемах и транзисторах

Импульсные источники питания стали фактически непременным атрибутом любой современной бытовой техники, потребляющей от сети мощность свыше 100 Вт. В эту категорию попадают компьютеры, телевизоры, мониторы.

Для создания импульсных источников питания, примеры конкретного воплощения которых будут приведены ниже, применяются специальные схемные решения.

Так, для исключения сквозных токов через выходные транзисторы некоторых импульсных источников питания используют специальную форму импульсов, а именно, биполярные импульсы прямоугольной формы, имеющие между собой промежуток во времени. Продолжительность этого промежутка должна быть больше времени рассасывания неосновных носителей в базе выходных транзисторов, иначе эти транзисторы будут повреждены. Ширина управляющих импульсов с целью стабилизации выходного напряжения может изменяться с помощью обратной связи.

Обычно для обеспечения надежности в импульсных источниках питания используют высоковольтные транзисторы, которые в силу технологических особенностей не отличаются в лучшую сторону (имеют низкие частоты переключения, малые коэффициенты передачи по току, значительные токи утечки, большие падения напряжения на коллекторном переходе в открытом состоянии). Особенно это касается устаревших ныне моделей отечественных транзисторов типа КТ809, КТ812, КТ826, КТ828 и многих других. Стоит сказать, что в последние годы появилась достойная замена биполярным транзисторам, традиционно используемых в выходных каскадах импульсных источников питания. Это специальные высоковольтные полевые транзисторы отечественного, и, главным образом, зарубежного производства. Кроме того, существуют многочисленные микросхемы для импульсных источников питания.

принципиальная схема

Биполярные симметричные импульсы регулируемой ширины позволяет получить генератор импульсов по схеме на рис. 5.1. Устройство может быть использовано в схемах авторегулирования выходной мощности импульсных источников питания. На микросхеме DD1 (К561ЛЕ5/К561ЛА7) собран генератор прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2. Симметрии генерируемых импульсов добиваются регулировкой резистора R1. Рабочую частоту генератора (44 кГц) при необходимости можно изменить подбором емкости конденсатора С1.

На элементах DA1.1, DA1.3 (К561КТЗ) собраны компараторы напряжения; на DA1.2, DA1.4 — выходные ключи. На входы компараторов-ключей DA1.1, DA1.3 в противофазе через формирующие RC-диодные цепочки (R3, С2, VD2 и R6, СЗ, VD5) подаются прямоугольные импульсы. Заряд конденсаторов С2, СЗ происходит по экспоненциальному закону через R3 и R5, соответственно; разряд — практически мгновенно через диоды VD2 и VD5. Когда напряжение на конденсаторе С2 или СЗ достигнет порога срабатывания компараторов-ключей DA1.1 или DA1.3, соответственно, происходит их включение, и резисторы R9 и R10, а также управляющие входы ключей DA1.2 и DA1.4 подключаются к положительному полюсу источника питания.

Поскольку включение ключей производится в противофазе, такое переключение происходит строго поочередно, с паузой между импульсами, что исключает возможность протекания сквозного тока через ключи DA1.2 и DA1.4 и управляемые ими транзисторы преобразователя, если генератор двухполярных импульсов используется в схеме импульсного источника питания. Плавное регулирование ширины импульсов осуществляется одновременной подачей стартового (начального) напряжения на входы компараторов (конденсаторы С2, СЗ) с потенциометра R5 через диодно-ре-зистивные цепочки VD3, R7 и VD4, R8. Предельный уровень управляющего напряжения (максимальную ширину выходных импульсов) устанавливают подбором резистора R4.

Сопротивление нагрузки можно подключить по мостовой схеме — между точкой соединения элементов DA1.2, DA1.4 и конденсаторами Са, Сб. Импульсы с генератора можно подать и на транзисторный усилитель мощности.

При использовании генератора двухполярных импульсов в схеме импульсного источника питания в состав резистивного делителя R4, R5 следует включить регулирующий элемент — полевой транзистор, фотодиод оптрона и т.д., позволяющий при уменьшении/увеличении тока нагрузки автоматически регулировать ширину генерируемого импульса, управляя тем самым выходной мощностью преобразователя.

В качестве примера практической реализации импульсных источников питания приведем описания и схемы некоторых из них. Импульсный источник питания (рис. 5.2) состоит из выпрямителей сетевого напряжения, задающего генератора, формирователя прямоугольных импульсов регулируемой длительности, двухкаскадного усилителя мощности, выходных выпрямителей и схемы стабилизации выходного напряжения.

Задающий генератор выполнен на микросхеме типа К555ЛАЗ (элементы DD1.1, DD1.2) и вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 150 кГц. На элементах DD1.3, DD1.4 собран RS-триггер, на выходе которого частота вдвое меньше — 75 кГц. Узел управления длительностью коммутирующих импульсов реализован на микросхеме типа К555ЛИ1 (элементы DD2.1, DD2.2), а регулировка длительности осуществляется с помощью оптрона U1.

Выходной каскад формирователя коммутирующих импульсов собран на элементах DD2.3, DD2.4. Максимальная мощность на выходе формирователя импульсов достигает 40 мВт. Предварительный усилитель мощности выполнен на транзисторах ѴТ1, ѴТ2 типа КТ645А, а оконечный — на транзисторах ѴТЗ, ѴТ4 типа КТ828 или более современных. Выходная мощность каскадов — 2 и 60…65 Вт, соответственно.

На транзисторах ѴТ5, ѴТ6 и оптроне U1 собрана схема стабилизации выходного напряжения. Если напряжение на выходе источника питания ниже нормы (12 В), стабилитроны VD19, VD20 (КС182+КС139) закрыты, транзистор ѴТ5 закрыт, транзистор ѴТ6 открыт, через светодиод (U1.2) оптрона протекает ток, ограниченный сопротивлением R14; сопротивление фотодиода (U1.1) оптрона минимально. Сигнал, снимаемый с выхода элемента DD2.1 и поступающий на входы схемы совпадения DD2.2 напрямую и через регулируемый элемент задержки (R3 — R5, С4, VD2, U1.1), в силу его малой постоянной времени поступает практически одновременно на входы схемы совпадения (элемент DD2.2). На выходе этого элемента формируются широкие управляющие импульсы.

принципиальная схема

Рис. 5.2. Схема импульсного источника питания.

На первичной обмотке трансформатора Т1 (выходах элементов DD2.3, DD2.4) формируются двухполярные импульсы регулируемой длительности.

Если по какой-либо причине напряжение на выходе источника питания будет увеличиваться сверх нормы, через стабилитроны VD19, VD20 начнет протекать ток, транзистор VT5 приоткроется, VT6 — закроется, уменьшая ток через светодиод оптрона U1.2. При этом возрастает сопротивление фотодиода оптрона U1.1. Длительность управляющих импульсов уменьшается, и происходит уменьшение выходного напряжения (мощности). При коротком замыкании нагрузки светодиод оптрона гаснет, сопротивление фотодиода оптрона максимально, а длительность управляющих импульсов — минимальна. Кнопка SB1 предназначена для запуска схемы.

При максимальной длительности положительные и отрицательные управляющие импульсы не перекрываются во времени, поскольку между ними существует временная просечка, обусловленная наличием резистора R3 в формирующей цепи. Тем самым снижается вероятность протекания сквозных токов через выходные относительно низкочастотные транзисторы оконечного каскада усиления мощности, которые имеют большое время рассасывания избыточных носителей на базовом переходе. Выходные транзисторы установлены на ребристые теплоотводящие радиаторы с площадью не менее 200 см2. В базовые цепи этих транзисторов желательно установить сопротивления величиной 10…51 Ом.

Каскады усиления мощности и схема формирования двухполярных импульсов получают питание от выпрямителей, выполненных на диодах VD5 — VD12 и элементах R9 — R11, С6 — С9, С12, VD3, VD4.

Трансформаторы Т1, Т2 выполнены на ферритовых кольцах К10x6x4,5 3000НМ; ТЗ — К28х16х9 3000НМ. Первичная обмотка трансформатора Т1 содержит 165 витков провода ПЭЛШО 0,12, вторичные — 2×65 витков ПЭЛ-2 0,45 (намотка в два провода). Первичная обмотка трансформатора Т2 содержит 165 витков провода ПЭВ-2 0,15 мм, вторичные — 2×40 витков того же провода. Первичная обмотка трансформатора ТЗ содержит 31 виток провода МГШВ, продетого в кембрик и имеющего сечение 0,35 мм2, вторичная обмотка имеет 3×6 витков провода ПЭВ-2

1,28 мм (параллельное включение). При подключении обмоток трансформаторов необходимо правильно их фазировать. Начала обмоток показаны на рисунке звездочками.

Источник питания работоспособен в диапазоне изменения сетевого напряжения 130…250 В. Максимальная выходная мощность при симметричной нагрузке достигает 60…65 Вт (стабилизированное напряжение положительной и отрицательной полярности 12 6 и стабилизированное напряжение переменного тока частотой 75 кГц, снимаемые со вторичной обмотки трансформатора Т3). Напряжение пульсаций на выходе источника питания не превышает 0,6 В.

При налаживании источника питания сетевое напряжение на него подают через разделительный трансформатор или феррорезонансный стабилизатор с изолированным от сети выходом. Все перепайки в источнике допустимо производить только при полном отключении устройства от сети. Последовательно с выходным каскадом на время налаживания устройства рекомендуется включить лампу накаливания 60 Вт на 220 В. Эта лампа защитит выходные транзисторы в случае ошибок в монтаже. Оптрон U1 должен иметь напряжение пробоя изоляции не менее 400 В. Работа устройства без нагрузки не допускается.

Сетевой импульсный источник питания (рис. 5.3) разработан для телефонных аппаратов с автоматическим определителем номера или для других устройств с потребляемой мощностью 3…5 Вт, питаемых напряжением 5…24 В.

Источник питания защищен от короткого замыкания на выходе. Нестабильность выходного напряжения не превышает 5% при изменении напряжения питания от 150 до 240 В и тока нагрузки в пределах 20… 100% от номинального значения.

Управляемый генератор импульсов обеспечивает на базе транзистора ѴТЗ сигнал частотой 25…30 кГц.

Дроссели L1, L2 и L3 намотаны на магнитопроводах типа К10x6x3 из пресс-пермаллоя МП140. Обмотки дросселя L1, L2 содержат по 20 витков провода ПЭТВ 0,35 мм и расположены каждая на своей половине кольца с зазором между обмотками не менее 1 мм. Дроссель L3 наматывают проводом ПЭТВ 0,63 мм виток к витку в один слой по внутреннему периметру кольца.

принципиальная схема

Рис 5.3. Схема сетевого импульсного источника питания.

Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе Б22 из феррита М2000НМ1. Его обмотки наматывают на разборном каркасе виток к витку проводом ПЭТВ и пропитывают клеем. Первой наматывают в несколько слоев обмотку I, содержащую 260 витков провода 0,12 мм. Таким же проводом наматывают экранирующую обмотку с одним выводом (на рис. 5.3 показана пунктирной линией), затем наносят клей БФ-2 и обматывают одним слоем лакот-кани. Обмотку III наматывают проводом 0,56 мм. Для выходного напряжения 5 В она содержит 13 витков. Последней наматывают обмотку II. Она содержит 22 витка провода 0,15…0,18 мм. Между чашками обеспечивают немагнитный зазор.

Для создания высокого напряжения (30…35 кВ при токе нагрузки до 1 мА) для питания электроэффлювиальной люстры (люстры А. Л. Чижевского) предназначен источник питания постоянного тока на основе специализированной микросхемы типа К1182ГГЗ (рис. 5.4).

Источник питания состоит из выпрямителя сетевого напряжения на диодном мосте VD1, конденсатора фильтра С1 и высоковольтного полумостового автогенератора на микросхеме DA1 типа К1182ГГЗ. Микросхема DA1 совместно с трансформатором Т1 преобразует постоянное выпрямленное сетевое напряжение в высокочастотное (30…50 кГц) импульсное.

Выпрямленное сетевое напряжение поступает на микросхему DA1, а стартовая цепочка R2, С2 запускает автогенератор микросхемы. Цепочки R3, СЗ и R4, С4 задают частоту генератора. Резисторы R3 и R4 стабилизируют длительность полуперио-дов генерируемых импульсов. Выходное напряжение повышается обмоткой L4 трансформатора и подается на умножитель напряжения на диодах VD2 — VD7 и конденсаторах С7 — С12. Выпрямленное напряжение подается на нагрузку через ограничительный резистор R5.

Конденсатор сетевого фильтра С1 рассчитан на рабочее напряжение 450 В (К50-29), С2 — любого типа на напряжение 30 В. Конденсаторы С5, С6 выбирают в пределах 0,022…0,22 мкФ на напряжение не менее 250 В (К71-7, К73-17). Конденсаторы умножителя С7 — С12 типа КВИ-3 на напряжение 10 кВ. Возможна замена на конденсаторы типов К15-4, К73-4, ПОВ и другие на рабочее напряжение 10 кВ или выше.

принципиальная схема

Рис. 5.4. Схема высоковольтного импульсного источника постоянного тока.

Высоковольтные диоды VD2 — VD7 типа КЦ106Г (КЦ105Д). Ограничительный резистор R5 типа КЭВ-1. Его можно заменить тремя резисторами типа МЛТ-2 по 10 МОм. В качестве трансформатора используется телевизионный строчный трансформатор, например, ТВС-110ЛА. Высоковольтную обмотку оставляют, остальные удаляют и на их месте размещают новые обмотки. Обмотки L1, L3 содержат по 7 витков провода ПЭЛ 0,2 /им, а обмотка L2 — 90 витков такого же провода.

Цепочку резисторов R5, ограничивающих ток короткого замыкания, рекомендуется включить в «минусовой» провод, который подводится к люстре. Этот провод должен иметь высоковольтную изоляцию.

Устройство, именуемое корректором коэффициента мощности (рис. 5.5), собрано на основе специализированной микросхемы TOP202YA3 (фирма Power Integration) и обеспечивает коэффициент мощности не менее 0,95 при мощности нагрузки 65 Вт. Корректор приближает форму тока, потребляемую нагрузкой, к синусоидальной.

принципиальная схема

Рис. 5.5. Схема корректора коэффициента мощности на микросхеме TOP202YA3.

Максимальное напряжение на входе — 265 В. Средняя частота преобразователя — 100 кГц. КПД корректора — 0,95.

Схема источника питания с микросхемой той же фирмы Power Integration показана на рис. 5.6. В устройстве применен полупроводниковый ограничитель напряжения — 1,5КЕ250А. Преобразователь обеспечивает гальваническую развязку выходного напряжения от напряжения сети. При указанных на схеме номиналах и элементах устройство позволяет подключать нагрузку, потребляющую 20 Вт при напряжении 24 В. КПД преобразователя приближается к 90%. Частота преобразования — 100 кГц. Устройство защищено от коротких замыканий в нагрузке.

принципиальная схема

Рис. 5.6. Схема импульсного источника питания на микросхеме фирмы Power Integration.

Выходная мощность преобразователя определяется типом используемой микросхемы, основные характеристики которых приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Характеристики микросхем серии TOP221Y TOP227Y.

Тип микросхемы

Рмах, Вт

Ток срабатывания защиты, А

Rcи  открытого транзистора, Ом

TOP221Y

7

0,25

31,2

TOP222Y

15

0,5

15,6

TOP223Y

30

1

7,8

T0P224Y

45

1,5

5,2

T0P225Y

60

2

3,9

TOP226Y

75

2,5

3,1

T0P227Y

90

3

2.6

На основе одной из микросхем ТОР200/204/214 фирмы Power Integration может быть собран простой и высокоэффективный преобразователь напряжения (рис. 5.7) с выходной мощностью до 100 Вт.

принципиальная схема

Рис. 5.7, Схема импульсного Buck-Boost преобразователя на микросхеме ТОР200/204/214.

Преобразователь содержит сетевой фильтр (С1, L1, L2), мостовой выпрямитель (VD1 — VD4), собственно сам преобразователь U1, схему стабилизации выходного напряжения, выпрямители и выходной LC-фильтр.

Входной фильтр L1, L2 намотан в два провода на феррито-вом кольце М2000 (2×8 витков). Индуктивность полученной катушки — 18…40 мГн. Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом сердечнике со стандартным каркасом ETD34 фирмы Siemens или Matsushita, хотя можно использовать и иные импортные сердечники типа ЕР, ЕС, EF или отечественные Ш-образные ферритовые сердечники М2000. Обмотка I имеет 4×90 витков ПЭВ-2 0,15 мм; II — 3×6 того же провода; III — 2×21 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Все обмотки наматывают виток к витку. Между слоями должна быть обеспечена надежная изоляция.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

top224y лист данных (2/20 страниц) POWERINT | Трехконтактный автономный ШИМ-переключатель

TOP221-227

C

12/97

2

Рисунок 2. Функциональная блок-схема.

Контакт

Функциональное описание

Контакт

DRAIN:

Выходное соединение стока MOSFET. Обеспечивает внутренний ток смещения

во время запуска через внутренний переключаемый источник тока высокого напряжения

. Внутренняя точка измерения тока.

Контакт КОНТРОЛЯ:

Контакт входа усилителя ошибки и тока обратной связи для рабочего цикла

Управление

.Подключение внутреннего шунтирующего регулятора для обеспечения внутреннего тока смещения

при нормальной работе. Он также используется как точка подключения

для байпаса питания и конденсатора с автоматическим перезапуском /

.

ИСТОЧНИК Вывод:

Корпус Y — Выходной MOSFET-вывод для подключения источника высокого напряжения

. Цепь первичной стороны

Общая и контрольная точка.

Корпус P и G — Общая цепь управления первичной стороны и контрольная точка

.

Вывод ИСТОЧНИКА (HV RTN): (только для корпусов P и G)

Подключение источника выходного полевого МОП-транзистора для возврата высокого напряжения.

PI-1935-091696

ВЫКЛЮЧЕНИЕ /

АВТОПЕРЕЗАПУСК

ШИМ

КОМПАРАТОР

ЧАСЫ

ПИЛА

ОСЦИЛЛЯТОР

0003000300030002 ВНУТРЕННИЙ

УПРАВЛЯЕМЫЙ

УПРАВЛЯЕМЫЙ

УПРАВЛЯЕМЫЙ

ПИТАНИЕ

5,7 В

4,7 В

ИСТОЧНИК

S

R

Q

Q

DMAX

+

CONTROL

CONTROL

7 В

IFB

RE

ZC

VC

МИНИМУМ

ВРЕМЯ РАБОТЫ

ЗАДЕРЖКА

+

VI

LIMIT

000

000

000 POWER

UP

СБРОС

S

R

Q

Q

÷ 8

0

1

THERMAL

SHUTDOWN

SHUNT ERREGULATOR

/

000

000

PI-2084-052198

CONTROL

DRAIN

SOURCE

TO-220 (YO3A)

Вкладка внутри

Подключено к выводу источника

CONTROL

8

СЛИВ

ИСТОЧНИК (ВН RTN)

ИСТОЧНИК

ИСТОЧНИК

1

4

2

3

ИСТОЧНИК (ВН RTN)

ИСТОЧНИК (HV RTN)

ИСТОЧНИК

DIP-8 (P08A)

SMD-8 (G08A)

Рисунок 3.Конфигурация контактов.

.

top224y техническое описание (6/20 страниц) POWERINT | Трехконтактный автономный ШИМ-переключатель

TOP221-227

C

12/97

6

Рис. 7. Принципиальная схема резервного источника питания TOPSwitch-II 4 Вт с 8-выводным PDIP.

Примеры приложений

Ниже приведены лишь две из множества возможных реализаций TOPSwitch

. Дополнительные примеры

см. В Справочнике и Руководстве по проектированию.

Резервный источник питания 4 Вт с 8-выводным PDIP

На рис. 7 показан резервный источник питания 4 Вт.Этот источник питания используется в устройствах

, где определенные функции режима ожидания (например, часы

в реальном времени, порт дистанционного управления) должны оставаться активными, даже если основной источник питания

выключен.

Вторичный 5 В используется для питания функции ожидания, а

неизолированный выход 12 В используется для питания ШИМ-контроллера

основного источника питания и других дополнительных функций первичного

.

Для этого приложения входные выпрямители и входной фильтр имеют размер

для основного источника питания и не показаны.Входная шина постоянного тока

может изменяться от 100 В до 380 В постоянного тока, что соответствует полному универсальному диапазону входного переменного тока

. TOP221 упакован в 8-контактный блок питания

.

Выходное напряжение (5 В) непосредственно измеряется стабилитроном

(VR1) и оптопарой (U2). Выходное напряжение

определяется суммой напряжения стабилитрона и падения напряжения на светодиоде

оптопары (падение напряжения на R1 незначительно).

Выходной транзистор оптопары управляет контактом CONTROL

TOP221. C5 обходит контакт CONTROL и обеспечивает компенсацию контура управления

и устанавливает частоту автоматического перезапуска.

Пики напряжения индуктивности рассеяния трансформатора подавляются

через R3 и C1 через диод D1. Обмотка смещения выпрямляется

и фильтруется D3 и C4, обеспечивая неизолированный выход 12 В

, который также используется для смещения коллектора выходного транзистора оптопары

.Изолированная выходная обмотка 5 В выпрямляется посредством

D2 и фильтруется через C2, L1 и C3.

Широкодиапазонный

Вход постоянного тока

D

S

C

КОНТРОЛЬ

PI-2115-111797

+

R3

47K

47K

000

2,2 нФ

1 кВ

D2

UF5401

TOP221P

L1

3,3

µH

D3

IN4148

000

000

000

000

000

000

000

000

000

000

000 R1

10

Ом

C3

100

мкФ

10V

+ 5V

C5

47

µF

10V3

000

0003

000

C5

R2

100

Ом

VR1

TOPSwitch-II

T1

RTN

+

12 В без изоляции 900 03.

top224y лист данных (7/20 страниц) POWERINT | Трехконтактный автономный ШИМ-переключатель

C

12/97

TOP221-227

7

Универсальный блок питания 20 Вт с 8-выводным PDIP

На рисунке 8 показан вторичный регулируемый источник питания обратного хода 12 В, 20 Вт

с использованием TOP224P в восьмипроводном корпусе PDIP и

, работающих от универсального входного напряжения от 85 до 265 В переменного тока. Этот пример

демонстрирует преимущество более мощной 8-контактной выводной рамки

, используемой с семейством TOPSwitch-II.Этот недорогой корпус

передает тепло непосредственно плате через шесть выводов источника

, устраняя необходимость в радиаторе и связанных с этим расходах. КПД

обычно составляет 80% при низком уровне входного сигнала. Выходное напряжение

напрямую измеряется оптопарой U2 и стабилитроном VR2. Выходное напряжение

определяется напряжением стабилитрона (VR2), а напряжение

падает на светодиодах оптопары (U2) и резисторе R1.

Возможны другие значения выходного напряжения, регулируя коэффициент трансформации трансформатора

и значение стабилитрона VR2.

Электропитание переменного тока выпрямляется и фильтруется BR1 и C1 для создания высоковольтной шины постоянного тока

, подключенной к первичной обмотке T1.

, другая сторона первичной обмотки трансформатора, управляется встроенным высоковольтным полевым МОП-транзистором

TOPSwitch-II. D1 и VR1 фиксируют

скачков напряжения на переднем фронте, вызванных утечкой трансформатора

индуктивности. Вторичная обмотка питания выпрямляется и

фильтруется D2, C2, L1 и C3 для создания выходного напряжения 12 В.

R2 и VR2 обеспечивают небольшую предварительную нагрузку на выходе 12 В, чтобы

улучшить регулирование нагрузки при малых нагрузках. Обмотка смещения

выпрямляется и фильтруется D3 и C4 для создания напряжения смещения TOPSwitch

. L2 и Y1-предохранительный конденсатор C7 ослабляют общие токи эмиссии в режиме

, вызванные переключением высокого напряжения

сигналов

на стороне DRAIN первичной обмотки и емкости

первичной на вторичную. Индуктивность утечки L2

с C1 и C6 ослабляет дифференциальные токи излучения

, вызванные основной гармоникой трапециевидной или треугольной формы волны первичного тока

.

C5 фильтрует внутренние пики тока заряда затвора

MOSFET на выводе CONTROL

, определяет частоту автоматического перезапуска и вместе с

R1 и R3 компенсирует контур управления.

PI-2019-033197

D2

MUR420

D3

1N4148

C2

330

µF

35 V

C3

000

000 V

C3

000

000 D1

BYV26C

VR1

P6KE200

VR2

1N5241B

11 В

R2

220

Ω

BR1

4002

BR1

4002

4002

F1

3.15 A

J1

C6

0,1

мкФ

250 В перем. Тока

L2

22 мГн

L

N

C5

47

000

000

000

000

S

C

CONTROL

TOPSwitch-II

R3

6,8

Ом

L1

3,3

µH

C4

0003

0003

0003

0003

100

Ом

C7

1 нФ

250 В переменного тока

Y1

+ 12 В

RTN

Рисунок 8.Принципиальная схема блока питания TOPSwitch-II с универсальным входом мощностью 20 Вт с использованием 8-выводного блока питания PDIP.

.

top224y лист данных (1/20 страниц) POWERINT | Трехконтактный автономный ШИМ-переключатель

®

TOP221-227

Семейство TOPSwitch-II

Трехконтактный автономный ШИМ-переключатель

Рисунок 1. Типичное применение обратноходового режима.

проще. Опция стандартного пакета PDIP 8L снижает затраты на

приложений с низким энергопотреблением и высокой эффективностью. Рама внутреннего вывода

этого корпуса использует шесть выводов для передачи тепла от микросхемы

непосредственно к плате, что исключает стоимость радиатора.

TOPSwitch объединяет все функции, необходимые для коммутируемой системы управления режимами

, в трехконтактную монолитную ИС: силовой полевой МОП-транзистор

, ШИМ-контроллер, цепь пуска высокого напряжения, компенсацию контура

и схему защиты от неисправностей.

Основные характеристики продукта

• Самая низкая стоимость, наименьшее количество компонентов, решение переключателя

• Конкурентоспособная стоимость с линейными устройствами мощностью более 5 Вт

• Очень низкие потери переменного / постоянного тока — КПД до 90%

• Встроенный автоматический перезапуск и ток ограничение

• Фиксирующее тепловое отключение для защиты системного уровня

• Реализует обратную, прямую, повышающую или понижающую топологию

• Работает с первичной или оптической обратной связью

• Стабильно в прерывистом или непрерывном режиме проводимости

• Вкладка подключения источника для низкого EMI

• Простота схемы и средства проектирования сокращают время вывода на рынок

Описание

Семейство TOPSwitch-II второго поколения является более эффективным по цене

и обеспечивает несколько улучшений по сравнению с семейством TOPSwitch первого поколения

.Семейство TOPSwitch-II расширяет диапазон мощности

от 100 до 150 Вт для входа 100/115/230 В переменного тока

и от 50 до 90 Вт для универсального входа 85–265 В переменного тока.

Это дает преимущества технологии TOPSwitch для многих новых приложений

, например, телевизоров, мониторов, аудиоусилителей и т. Д. Многие значительные усовершенствования схемы

, которые снижают чувствительность к макету платы

и переходным процессам линии, теперь делают конструкцию даже

PI -1951-091996

AC

IN

D

S

C

CONTROL

TOPSwitch

®

6 W

10 W

15 W

000

000

000 TOP 20

TOP223Y

TOP224Y

TOP225Y

TOP226Y

TOP227Y

9 Вт

15 Вт

25 Вт

30 Вт

TOP2000 9222 или TOP2000 922922 TOP2000 или TOP2000 9222 TOP224G

ТАБЛИЦА ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ

TO-220 (Y) Package1

8L PDIP (P) или 8L SMD (G) Package2

.

P

MAX

5,6

ЧАСТЬ

ЗАКАЗ

НОМЕР

Один вход напряжения

100/115/230 В переменного тока

± 15%

3

Широкий диапазон входа

265 В переменного тока

Один вход напряжения

100/115/230 В переменного тока

± 15%

3

Широкодиапазонный вход

85–265 В переменного тока

P

MAX

5,6

7 Вт

15 Вт

30 Вт

45 Вт

60 Вт

75 Вт

90 Вт

P

MAX

4,6

12 Вт

25 Вт

50 Вт 75 W

100 Вт

125 Вт

150 Вт

P

MAX

4,6

Примечания: 1.Описание пакета: Y03A 2. Описание пакета: P08A или G08A 3. 100/115 В перем. Тока с входом удвоителя 4. Предполагается соответствующий нагрев

, чтобы поддерживать максимальную температуру перехода TOPSwitch ниже 100 ° C. 5. Припаивается к 1 кв. Дюйм. (6,45 см2), 2 унции. плакировка медью

(610 г / м2) 6. P

MAX — это максимальный практический уровень непрерывной выходной мощности для указанных условий. Допустимая непрерывная мощность

в данном приложении зависит от тепловой среды, конструкции трансформатора, требуемого КПД, минимально указанного входного напряжения, входной емкости

и т. Д.7. При использовании TOPSwitch-II в существующей конструкции TOPSwitch см. Раздел, посвященный основным приложениям.

ЧАСТЬ

ЗАКАЗ

НОМЕР

декабрь 1997 г.

.