使用 VDS 程序在 LNK501 芯片上设计低功耗 SMPS。方案、说明

使用 VDS 程序在 LNK501 芯片上设计低功耗 SMPS。无线电电子电气工程百科全书

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LNK501 芯片非常便于构建高达 5 瓦的开关电源。但是制造商推荐的 PIXIs Designer 程序存在一些限制，无法充分利用该微电路的功能。这篇文章的作者成功地克服了这些限制 - 他使用另一个程序 - VIPer 设计软件计算了脉冲变压器，该软件专为 VIPer 微电路而设计。

低功率反激式转换器 (FFC) 广泛用于手机充电器、音频播放器电源、数码相机、调制解调器和各种计算机外围设备。现代元素使它们成为可能，使它们变得微型、电路技术简单且便宜。

如何在LNK501芯片上制作稳定输出电压为3或5,5V的开关电源在文章[1]中有介绍。但是当我需要一个电压为 12 V，输出电流高达 0,2 A 的类似电源时，却出乎意料（毕竟这种设备的功率不超过 2,4 W，这与使用的微电路相当一致），得到了否定的结果。事实证明，文章 [1] 中提到的专门用于计算 OHP 中的脉冲变压器的 PIXIs Designer 程序无法处理这样的任务。该程序假设仅在三种类型的铁氧体磁芯上使用这种变压器微电路 - EE13、EE16、EE19。在设计所需的转换器时，即使在列出的最大磁芯中，铁氧体也会进入饱和状态（计算出的磁感应值达到 0,45 T，大大超过了允许的 0,38 T）。由于程序中单元格的内容被阻止编辑，用户将无法将他自己的变压器的参数输入到计算中。这意味着该程序不允许用户计算标准电压为 9 和 12 V 的电源，这大大缩小了 LNK501 微电路的范围。

使用 VDS 程序在 LNK501 芯片上设计低功耗 SMPS
图。 1

因此，为了设计所需的 SMPS，决定使用 VDS - VIPer 设计软件程序。 “Radio”杂志已经描述了使用该程序在 TOPSwitch-ll 系列的 IC 上设计 OCP [2]。 LNK501的体验也很成功。计算得到的装置示意图如图 1 所示。 1. 它与原型（[1] 中的图 1）的不同之处在于某些元件的额定值和 HL4 指示灯的存在，它与限流电阻 RXNUMX 一起提供了最小负载。

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图。 2

图上。图 2 显示了该单元在 220 V 输入电压下的负载特性。额定电阻负载在 0,17 V 输出电压下消耗 12 A。图 3 显示了在标称负载电阻下输出电压对输入电压的依赖性。

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图。 3

LNK501芯片上OCP的工作原理在文章[1]中有详细描述。设计 SMPS 的任务被简化为脉冲变压器的计算。在 VDS 程序中这样的计算顺序：设置输入电压区间 176 ... 264 V；选择DIP53封装的VIPer8A SHI控制器，反射电压值为50 V（如[1]），开关频率为42 kHz；输出电压和电流 - 分别为 12 V 和 0,2 A。

对于脉冲变压器，使用尺寸为 B2000 的由铁氧体 M1NM22 制成的磁芯，在磁芯的两半之间插入一个由 0,1 毫米厚的非磁性材料制成的垫圈（等效总非磁性间隙为 0,2 毫米）。初级绕组包含 87 匝 PEV-2 线，直径为 0,21 mm。其测量电感为 2,62 mH。在该程序中，选择了一种接近国外的类似物——由铁氧体 N8 制成的 RM27 磁路。在程序中强制安装测量的初级绕组电感和匝数后，获得了一个完全可以接受的结果——在最大电流为 228 mA 时，磁感应不超过 0,109 T。

根据 LNK501 微电路的护照数据，内部电流限制发生在 0,24 ... 0,27 A 的水平。为了电源的可靠和稳定运行，最好不要将通过微电路的电流增加到 0,24 以上A 在最大负载电流下。

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图。 4

对于输入电压和负载电流的任意组合，变压器按照 LNK501 芯片开发人员的建议以间歇电流模式运行。利用VDS程序计算结果表明，在强制设定变压器初级绕组参数的情况下，次级应包含22匝直径为2毫米的PEV-0,6导线。装置变压器中没有耦合绕组，因此没有使用相应的程序信息。绕组通过几层涂漆织物彼此隔离。电源的所有元件（SA1 和 FU1 除外）均安装在由 4 毫米厚单面镀箔玻璃纤维制成的印刷电路板上（图 1,5）。电路板外观及细节如图（图5）所示。在组装过程中，变压器磁路的两半通过中心孔用M1螺钉紧紧地固定在电路板上，螺钉与磁路用getinax垫圈隔离，并在螺钉上放一块PVC管，螺母板上用一滴硝基漆固定。即使没有任何浸渍，变压器中也没有噪音。由于铠装磁路的外部电磁杂散场较小，因此未使用[XNUMX]中推荐的铜带制成的短路屏蔽。

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图。 5

在调整阶段，电阻器 R2 的阻值从原来的 20 kΩ 降低到 18 kΩ，以便在 12 A 的负载电流下将输出电压设置为 0,2V。没有注意到任何元件的发热。这使得可以通过 DIP8 适配器面板在板上安装微电路。

因此，使用 VDS 程序，可以在无线电爱好者拥有的合适磁路和 LNK501 芯片上快速有效地完成低功耗 OHP 项目。程序得到的电流和电压波形图与真实值接近。

文学

Pletnev E.基于LNK501芯片的小型开关电源。 - 广播，2006 年，第 5 期，第 32 页34-XNUMX。
Kosenko S. 使用 VDS 程序在 TOPSwitch-ll 上设计反激式 SMPS。 - 广播，2006 年，第 3 期，第 30 页。 32-XNUMX。

作者：S. Kosenko，沃罗涅日；出版：radioradar.net

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