具有 PFM 的单芯片 AC/DC 转换器。方案、说明

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带 PFM 的单芯片 AC/DC 转换器。无线电电子电气工程百科全书

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无线电电子与电气工程百科全书 / 电压转换器、整流器、逆变器

文章评论

本文介绍的中功率单端开关电源（SMPS）可用于替代基于线性电源构建的传统网络适配器。

主要技术特点

供电网络允许的交流电压范围，V......80...276
电源电压相数......1
额定恒定输出电压，V......20
负载消耗的最大允许电流，A......4
空载市电供电所消耗的电流，mA......13
典型变频控制范围，kHz......20...70

电源原理图如图所示。 1.

带 PFM 的单芯片 AC/DC 转换器

SMPS 具有输入和输出电路的电流隔离。 SMPS 的主要组件是布良斯克公司 SPC“SIT”的 1182EMZ 品牌专用微电路。有关 1182EMZ 芯片的参考信息可以在参考文献 [1，第 34 页] 中找到。 35, 20]，其中特别指出该微电路没有类似物。该 SMPS 微电路的优点在于具有内置保护功能，可防止负载电流过载和半导体晶体过热。该微电路按照脉冲频率调制 (PFM) 原理运行，生成频率范围为 70 kHz 至 1 kHz。通过改变脉冲电压变压器TV1的初级绕组的电感可以改变PFM的工作频率范围。施加到变压器TV1的初级绕组的电压脉冲的幅度取决于齐纳二极管VDXNUMX的电击穿电压。

部件的用途和可能的更换

两部分组件 SA1 是电源开关，FU1 是保险丝，在 DA1 芯片发生故障时保护市电交流发电机免受过载。高压陶瓷电容C1可采用K15-5、K15-U2、KSO-10、KSO-11或KSO-13品牌，抑制转换器产生的纹波，转换器由DA1芯片和TV1脉冲变压器。该电容器必须具有尽可能低的电感和电阻寄生参数，并且当交流电压施加到极板时也必须可靠地工作。

VD2二极管上组装的半波整流器和电容器C2上组装的电容滤波器保证DA1芯片的工作。二极管VD2可改为品牌SF12、SF14、UF4002、US1D或KD212A器件，电容器C2可采用品牌K73-11、K73-20、K73-15、K73-16、K73-22或K73P-2。电解电容器C3旨在抑制施加到负载的直流电压中的纹波。该电容器C3可以采用K50-6、K50-29、K50-31型或类似的进口电容器，其具有尽可能小的尺寸。二极管VD3品牌BYW80-200对电压互感器TV1绕组III上感应的冲击电压进行整流。有必要提供该二极管与DA1芯片的冷却器的热接触，为此可能需要使用由电绝缘材料（例如云母或铍陶瓷）制成的垫圈。二极管VD3必须是高频或脉冲的；它可以用设备 15ETN03、MUR820、KD213A、KD213B 或 KD213V 替换。

芯片 DA1 应使用导热膏 KPT-113 安装在冷却器品牌 HS118、HS134、HS184、HS8 或类似产品上。该微电路封装在金属塑料外壳“Multiwatt-9”中，并具有以下引脚分配：

1 - 输出用于连接变压器的初级绕组；

2 和 3 - 电源交流电压供应的结论；

4——输出需连接变压器初级绕组； 5、6和9——未使用；

7 - 微电路的局部公共线；

8 - 用于连接齐纳二极管的输出。加热微电路半导体晶体的工作温度范围为-40°С至+150°С。晶体芯片外壳的典型热阻为4°C/W，晶体与环境的热阻达到50°C/W。微芯片晶体过热保护阈值范围为 +135°С 至 +160°С。此外，微电路可承受高达 2 kV 的静电电位。

脉冲电压互感器 TV1 采用标准尺寸 Ш12x15 的铁氧体磁芯制成。铁氧体的牌号可以是2500NMS1、2500NMS2或3000NMS。选择非磁隙的长度，直到初级绕组电感为2,5 mH（在这种情况下，转换频率约为30 kHz）。绕组I由47匝构成，绕组11-14匝，绕组III由24匝PEV、PEL或PELSHO线构成。绕组I的绝缘线径为0,41mm，绕组11-0,14mm，绕组III-0,89mm。虽然如此大直径的绕组线会因表面效应而导致损耗增加，但您可以忍受这种情况或使用同等横截面的利兹线。每个绕组均采用三层聚酯薄膜、清漆或聚四氟乙烯薄膜相互绝缘。

固定电阻R1和LED HL1组成指示电源导通状态的电路，也代表单周期变换器的小型不可切换负载。电阻器R1可使用MLT、OMLT、S2-22、S2-23或类似品牌。 LED 可以使用品牌 KIPM05D-1Zh、KIPM05D1-1Zh、KIPM05E-1Zh、KIPM05E1-1Zh、KIPM06D-1Zh、KIPM07D-1Zh、KIPD35A-Zh 或类似品牌。

设计

安装 SMPS 时，所有连接均应使用尽可能短的导线。 DA2芯片的3脚和1脚最好向相反方向弯曲，防止击穿和短路。

设置和调整

电源应立即开始工作，不得锻造。然而，为了更准确地设置输出电压，可能需要选择变压器TV1的绕组III的匝数。如果在开关电源工作过程中听到吱吱声或其他外来声音，则应改变脉冲电压变压器TV1初级绕组的电感，从而调整PFM频率范围。

文学

集成电路：开关电源微电路及其应用。第 2 版。 - M.：DODEKA，2000。 - 608 页。

作者：E.Moskatov, Taganrog, moskatov.narod.ru

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