מאמר זה דן בשיטה באמצעותה ניתן להמיר כל SMPS מוכן למעגל smps זרם משתנה באמצעות כמה קישורי מגשר חיצוניים.
באחד המאמרים הקודמים למדנו כיצד ליצור מעגל SMPS במתח משתנה על ידי שימוש בווסת רגולטורים פשוטים, ובגרזן הנוכחי אנו משתמשים באותו שלב מעגל ליישום תכונת פלט זרם משתנה.
מה זה SMPS
SMPS מייצג Switch-Mode-Power-Supply, המשתמש בממיר מיתוג מבוסס פריטים בתדירות גבוהה להמרת AC 220V ל DC. השימוש בתדר גבוה שנאי פריט הופכת את המערכת ליעילה ביותר מבחינת קומפקטיות, אובדן חשמל ועלות.
הרעיון של SMPS כיום החליף כמעט לחלוטין את שנאי ליבת הברזל המסורתיים והפך את היחידות הללו לחלופות מתאם חשמל קומפקטיות, קלות ויעילות.
עם זאת מאחר ויחידות SMPS זמינות בדרך כלל כמודולי מתח קבועים השגת מתח מועדף בהתאם לצרכי היישום של המשתמשים הופכת לקשה למדי.
לדוגמא לטעינה של סוללת 12 וולט, ייתכן שיהיה צורך במתח יציאה של סביב 14.5 וולט, אך ערך זה הוא די מוזר ולא סטנדרטי, אנו עשויים להתקשות מאוד להשיג SMPS מדורג במפרט זה בשוק.
למרות שניתן למצוא מעגלי SMPS משתנים בשוק, אלה עשויים להיות יקרים יותר מגרסאות המתח הקבועות הרגילות, ולכן מציאת שיטה להפיכת SMPS מתח קבוע קיים לסוג משתנה נראית מעניינת ורצויה יותר.
על ידי חקירת המושג מעט הצלחתי למצוא שיטה פשוטה מאוד ליישום אותה, בואו ללמוד כיצד לבצע את השינוי הזה.
תוכלו למצוא אחד פופולרי מעגל SMPS 12V 1amp בבלוג שלי שלמעשה יש תכונת מתח משתנה מובנית.
הפונקציה של מצמד אופטי ב- SMPS
בפוסט המקושר לעיל דנו כיצד מצמד אופטו מילא תפקיד חשוב במתן תכונת הפלט הקבועה החשובה לכל SMPS.
ניתן להבין את תפקיד מצמד האופטו באמצעות ההסבר הקצר הבא:
מצמד האופטו מחזיק במעגל LED / טרנזיסטור צילום מובנה, מכשיר זה משולב בשלב יציאות ה- SMPS כך שכאשר הפלט נוטה לעלות מעל הסף הלא בטוח, נורית הנורה בתוך האופטו נדלקת ומכריחה את הפוטו-טרנזיסטור להתנהל.
טרנזיסטור הצילום בתורו מוגדר על פני נקודת 'כיבוי' רגישה בשלב הנהג של SMPS, בה הולכת טרנזיסטור הצילום מאלצת את כניסת שלב הקלט.
התנאי הנ'ל מביא לכיבוי מיידי של פלט ה- SMPS, אולם ברגע שמתג זה מתחיל, הוא מתקן ומשחזר את הפלט לאזור הבטוח והנורית בתוך האופטו מבוטלת מה שמפעיל שוב את שלב הקלט של ה- SMPS.
פעולה זו ממשיכה לרכוב במהירות מ- On ל- OFF ולהיפך ומבטיחה מתח קבוע ביציאה.
זרם מתכוונן שינוי SMPS
על מנת להשיג תכונת בקרה נוכחית בכל SMPS אנו שוב מבקשים את עזרתו של מצמד האופטו.
אנו מיישמים שינוי פשוט באמצעות תצורת טרנזיסטור BC547 כמוצג להלן:
בהתייחס לעיצוב לעיל אנו מקבלים מושג ברור לגבי אופן שינוי או יצירת מעגל נהג SMPS הנוכחי משתנה.
מצמד האופטו (מסומן על ידי ריבוע אדום) יהיה נוכח כברירת מחדל עבור כל מודולי ה- SMPS, ובהנחה שה- TL431 אינו קיים, ייתכן שיהיה עלינו להגדיר את התצורה כולה הקשורה ל- LED מצמד האופטו.
אם שלב TL431 הוא כבר חלק ממעגל ה- SMPS, במקרה זה עלינו רק לשקול שילוב שלב BC547 ההופך לאחראי הבלעדי לבקרת הזרם המוצעת במעגל.
ניתן לראות את ה- BC547 מחובר עם האספן / הפולט שלו על פני הקתודה / האנודה של TL431 IC, וניתן לראות את בסיס ה- BC547 מחובר לפלט (-) של ה- SMPS באמצעות קבוצת נגדים הניתנים לבחירה Ra, Rb, Rc, Rd .
נגדים אלה הנמצאים בין הבסיס לפולט הטרנזיסטור BC547 מתחילים לתפקד כמו חיישני זרם למעגל.
אלה מחושבים כראוי כך שעל ידי העברת חיבור המגשר על פני אנשי הקשר הרלוונטיים, מוצגות בשורה מגבלות זרם שונות.
כאשר הזרם נוטה לעלות מעבר לסף שנקבע כפי שנקבע על ידי ערכי הנגדים המתאימים, פותח הפרש פוטנציאלי על בסיס הבסיס / פולט של ה- BC547 אשר הופך להיות מספיק להפעלת הטרנזיסטור, תוך קיצור ה- IC TL431 בין ה- opto LEd. ואדמה.
הפעולה הנ'ל מאירה מיד את נורית הנורית של האופטו, ושולחת אות 'תקלה' לצד הקלט של ה- SMPS באמצעות טרנזיסטור הצילום המובנה של האופטו.
התנאי מנסה מיד לבצע כיבוי על פני צד הפלט, אשר בתורו מונע מ- BC547 להתנהל והמצב נע מ- ON ל- OFF ו- ON במהירות ומבטיח שהזרם לעולם לא יעלה על הסף שנקבע מראש.
ניתן לחשב את הנגדים Ra ... Rd באמצעות הנוסחה הבאה:
R = 0.7 / חתך של סף הזרם
לדוגמא אם נניח שנרצה לחבר נורית ביציאה עם דירוג זרם 1 אמפר.
אנו יכולים לקבוע את ערך הנגד המתאים (שנבחר על ידי המגשר) כ:
R = 0.7 / 1 = 0.7 אוהם
ניתן להשיג את המתח של הנגד פשוט על ידי הכפלת הגרסאות, כלומר 0.7 x 1 = 0.7 וואט או פשוט 1 וואט.
הנגד המחושב מבטיח כי זרם המוצא אל ה- LED לעולם לא יעבור את סימן האמפר 1, ובכך יגן על ה- LED מפני נזק, ערכים אחרים עבור הנגדים הנותרים עשויים להיות מחושבים כראוי לקבלת האופציה הנוכחית המשתנה הרצויה במודול SMPS.
שינוי SMPS קבוע ל- SMPS מתח משתנה
הודעה הבאה מנסה לקבוע שיטה באמצעותה ניתן להפוך כל SMPS לספק כוח משתנה להשגת כל רמת מתח רצויה מ- 0 למקסימום.
מה זה Shunt Regulator
אנו מגלים כי היא מפעילה שלב מעגלי ויסות שאנט לצורך ביצוע תכונת המתח המשתנה בתכנון.
היבט מעניין נוסף הוא שמכשיר הרגולטור השנט הזה מיישם את התכונה על ידי ויסות הקלט של מצמד האופטו של המעגל.
כעת, מכיוון ששלב מצמד אופטו משוב משמש באופן קבוע בכל מעגלי ה- SMPS, על ידי הצגת רגולטור שאנט ניתן בקלות להפוך SMPS קבוע לעמית משתנה.
למעשה אפשר גם ליצור מעגל SMPS משתנה תוך שימוש באותו עיקרון כמוסבר לעיל.
אולי כדאי לך ללמוד עוד על מה רגולטור שאנט ואיך זה עובד .
נהלים:
בהתייחס למעגל הדוגמה הבא, אנו יכולים למצוא את המיקום המדויק של וסת המחלף ופרטי תצורתו:
ראה את הצד הימני התחתון של התרשים המסומן בקווים מנוקדים אדומים, הוא מראה את החלק המשתנה של המעגל שאנו מעוניינים בו. קטע זה הופך להיות אחראי על פעולות ויסות המתח המיועדות.
כאן ניתן להחליף את הנגד R6 בסיר 22K להכנת המשתנה העיצובי.
הגדלת קטע זה מספקת תצוגה טובה יותר של הפרטים המעורבים:
זיהוי מצמד האופטי
אם יש לך מעגל SMPS במתח קבוע, פתח אותו ופשוט חפש את מצמד האופטי בעיצוב, הוא יהיה ממוקם בעיקר בסביבות שנאי הפריטים המרכזיים, כפי שניתן לראות בתמונה הבאה:
לאחר שמצאת את מצמד האופטו, נקה אותו על ידי הסרת כל החלקים המשויכים בצד הפלט של האופטו, כלומר על פני הפינים שעשויים להיות לכיוון פלט הפלט של PCB SMPS.
וחבר או שלב את הפינים האלה של האופטו עם המעגל המורכב באמצעות TL431, כפי שמוצג בתרשים הקודם.
אתה יכול להרכיב את החלק TL431 על פיסה קטנה של PCB למטרות כלליות ולהדביק אותו על לוח ה- SMPS הראשי.
אם במעגל ה- SMPS שלך אין סליל פלט פלט, אתה יכול פשוט לקצר את שני הדברים החיוביים של מעגל TL431 ולהצטרף לסיום לקתודה של דיודת הפלט של SMPS.
עם זאת נניח ש- SMPS שלך כבר כולל את מעגל TL431 עם מצמד האופטו ואז פשוט מצא את המיקום של הנגד R6 והחלף אותו בסיר (ראה מיקום R6 בתרשים הראשון לעיל).
אל תשכח להוסיף נגד 220 אוהם או 470 אוהם בסדרה עם ה- POT אחרת תוך התאמת הסיר לרמה העליונה ביותר עלול להזיק מיידית למכשיר ה- Shunt TL431.
זהו, עכשיו אתה יודע בדיוק כיצד להמיר או ליצור מעגל SMPS במתח משתנה באמצעות השלבים שהוסברו לעיל.
עדכון
התמונה הבאה מציגה אולי את הדרך הקלה ביותר להתאים אישית מעגל SMPS לקבלת מאפייני מתח וזרם משתנים. אנא בדוק כיצד יש להגדיר את הסירים או הגדרות הקדימה על מצמד האופטו כדי להשיג את התוצאות המיועדות:
אם יש לך ספק נוסף בנוגע לעיצוב או להסבר, אל תהסס להביע באמצעות הערותיך.
קודם: כיצד ליצור מעגל שלט רחוק קולי הבא: מעגל עגלה נשלט מרחוק ללא מיקרו-בקר
