Источник питания для промышленного оборудования с низким входным напряжением

  • Микросхема: TNY274PN
  • Выходная мощность: 1,25 W
  • Входное напряжение: 18-30 VAC
  • Выходное напряжение: 5 V
  • Топология: обратноходовая
  • Применение: промышленное оборудование.

Особенности дизайна:
 

  • Низкое входное напряжение (18 - 30 VAC)
  • Высокий уровень КПД (65 %)
  • Очень низкий уровень потребления на х.х. (<100mW на 30VAC)
  • Функция авто-рестарт защитит от к.з. на выходе.



Рис. 1 Схема источника питания.

На рис.1 показан обратноходовый преобразователь на базе микросхемы TNY274PN. Диапазон входных напряжений такой схемы 18-30 VAC, а выходное напряжение 5V при токе 250 mA. Частым применением таких ИП является вспомогательные источники питания для промышленного оборудования.

Входное переменное напряжение выпрямляется и удваивается элементами D1, D2, C1 и С2. Конденсаторы C1, C2 и С3 имеют относительно большую емкость. Это обеспечивает на шине постоянного напряжение минимум 50 V, то есть напряжение вполне достаточное для старта и нормальной работы микросхемы.

Микросхема семейства TinySwitch-III (U1) использует простой релейный способ управления, что позволяет использовать простую обратную связь и очень малое время обратной реакции.

Микросхема U1 получает сигнал обратной связи через оптопару U2, согласно ему, она разрешает или останавливает переключение встроенного MOSFET транзистора и поддерживает необходимый уровень выходного напряжения. Ток через светодиод U2 характеризует уровень выходного напряжения, пропорциональный ему тока попадает на вывод EN/UV. Переключения транзистора останавливаются, как только уровень тока на EN/UV достигает 115uA. Как только ток падает ниже установленного предела, переключения возобновляются.

Для увеличения уровня КПД на низких нагрузках используется дополнительная обмотка смещения. Эта обмотка отключает внутренний высоковольтный источник тока, который питает микросхему в нормальном режиме, тем самым, уменьшая энергопотребление. Диод DX1 и емкость CX1 поддерживают напряжение обмотки смещения на одном уровне.

Диод D4 выпрямляет выходное напряжение трансформатора T1. Пульсации напряжения сводятся к минимуму путем использования в качестве С7 - LowESR конденсатора. Фильтр на элементах L2 и C8 подавляет высокочастотные шумы. Выходное напряжение определяется суммой напряжений на VR1, R5 и светодиодом U2. Для более точного поддержания выходного напряжения может использоваться TL431.

Ключевые точки дизайна:
 

  • при проектировании в PIXLS входное напряжение, вводимое в программу должно быть в 2 раза больше реального входного для учета удвоителя напряжения.
  • В качестве D3 используйте диод класса GP (Glass passivated) с временем восстановления 2us или меньше. Если такие диоды недоступны - используйте диод класса fast (например FR107)/ Это увеличит итоговый КПД системы.
  • Элементы С4, R3, R4 формирую снабберную цепь. Для максимального КПД увеличьте как можно больше значение R3 при этом поддерживая пиковый ток стока менее 650 V.
  • Спроектируйте трансформатор с относительно высоким значением отраженного выходного напряжения (Reflected output voltage - VOR) для получения большего КПД. При этом не стоит устанавливать VOR больше чем минимальное напряжение шины DC.
  • Резисторы R1 и R2 - балансные резисторы которые компенсируют допуски электролитических конденсаторов С1 и С2.

Параметры трансформатора

Параметры трансформатора

Уровень КПД в зависимости от входного напряжения

 

Уровень КПД в зависимости от входного напряжения

Уровень потребления на х.х.

 

Уровень потребления на х.х

powerint.ru

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя