Mạch SMPS 110V, 14V, 5V - Sơ đồ chi tiết kèm hình ảnh minh họa

Trong bài này, chúng ta học cách áp dụng IC L6565 để tạo mạch SMPS 110V, 14V, 5V đa năng nhỏ gọn sử dụng số lượng linh kiện bên ngoài tối thiểu.

Triển khai flyback ZVS gần như cộng hưởng

IC L6565 của ST Microelectronics được thiết kế như một chip điều khiển sơ cấp chế độ hiện tại, đặc biệt phù hợp với ZVS gần như cộng hưởng công cụ chuyển đổi flyback các ứng dụng. Việc triển khai bán cộng hưởng được thực hiện thông qua quá trình khử từ của đầu vào cảm biến biến áp, được sử dụng để BẬT một mosfet công suất đi kèm.

Trong quá trình hoạt động của vi mạch này trong bộ chuyển đổi, các biến thể trong công suất nguồn của bộ chuyển đổi sẽ được bù lại bởi một giai đoạn chuyển tiếp nguồn cấp dòng thu được thông qua điện áp đường dây.

Sơ đồ mạch

Bất cứ khi nào tải được kết nối ở mức tối thiểu hoặc không có, IC sẽ hiển thị một tính năng duy nhất tự động hạ tần số hoạt động của bộ chuyển đổi xuống, nhưng vẫn đảm bảo hoạt động ở mức càng xa càng tốt xung quanh mức ZVS.

Bộ chuyển đổi sử dụng IC L6565 không chỉ cho phép tiêu thụ thiết kế thấp thông qua dòng khởi động thấp và dòng tĩnh thấp duy trì, hệ thống đảm bảo rằng nó hoàn toàn tuân thủ Hướng dẫn SMPS của Blue Angel và Energy Star .

Ngoài các tính năng được giải thích ở trên, con chip này cũng bao gồm chức năng tự động vô hiệu hóa có thể cấu hình, chức năng ngắt và cảm biến dòng điện được tích hợp sẵn, cũng như đầu vào điện áp tham chiếu chính xác để thực hiện các chức năng điều chỉnh cơ bản và bảo vệ quá tải hai giai đoạn lý tưởng.

Cách hoạt động của SMPS 110V / 14V / 5V này:

Trong các mạch SMPS bán cộng hưởng, hoạt động được thực hiện bằng cách đồng bộ hóa tần số BẬT của công tắc mosfet với tần số khử từ của máy biến áp, thường được thực hiện bằng cách cảm nhận cạnh rơi hoặc cạnh âm của điện áp cuộn dây liên quan của máy biến áp.

Quy trình trên được thực hiện rất đơn giản bởi IC L6565 thông qua một sơ đồ chân được chỉ định riêng và chỉ sử dụng một điện trở duy nhất.

Hoạt động này cho phép tính năng hoạt động tần số biến đổi điện áp, hiện tại (để đáp ứng các tình huống dòng điện đầu vào khác nhau).

Mạch được thiết kế để chạy gần như trong chế độ hoạt động DCM (Chế độ dẫn điện liên tục) và CCM (Chế độ dẫn điện liên tục) của máy biến áp, có thể được so sánh khá giống như một bộ chuyển đổi cuộn cảm tự dao động đổ chuông hoặc bộ chuyển đổi RCC.

Chân # 8 là Vcc của IC nhận điện áp cung cấp hoạt động từ mạng điều chỉnh bên ngoài, đặt đường ray 7V bên trong và điện áp này giúp chạy toàn bộ chức năng của IC và cho tất cả các thực thi được chỉ định, liên quan đến sơ đồ chân còn lại của nó.

IC bao gồm một mạch bandgap tích hợp cho phép tạo ra điện áp tham chiếu 2,5V chính xác để đảm bảo điều chỉnh được cải thiện cho vòng điều khiển được sử dụng với chức năng phản hồi chính.

Bạn cũng sẽ tìm thấy bộ so sánh khóa điện áp thấp hoặc UVLO với độ trễ đặc trưng trong thiết kế, cho phép chip tắt trong trường hợp Vcc giảm xuống dưới một giới hạn điện áp được chỉ định.

Giai đoạn phát hiện dòng điện bằng không được tích hợp trong IC sẽ chịu trách nhiệm hoặc chuyển đổi mosfet nguồn bên ngoài để đáp ứng mọi xung biên âm dưới mức 1,6V được cấp cho sơ đồ chân có liên quan này được đánh dấu là ZCD (chân # 5).

Tuy nhiên, hãy lưu ý đến yếu tố chống nhiễu và để kiểm soát nó một cách hiệu quả, khối kích hoạt liên quan phải được kích hoạt trước khi chân số 5 được phép giảm xuống dưới 1,6V, bằng cách bật + 2,1V trên sơ đồ chân này.

Quá trình này giúp phát hiện sự khử từ của máy biến áp cần thiết cho hoạt động bán cộng hưởng, trong đó cuộn dây phụ của máy biến áp cung cấp tín hiệu cần thiết cho đầu vào ZCD, ngoài nguồn cung cấp IC.

Trong một phương pháp thay thế mà các mosfet có thể được dự định chạy ở chế độ PWM chứ không phải là chế độ bán cộng hưởng, quy trình trên có thể được sử dụng để đồng bộ hóa công tắc mosfet BẬT để đáp ứng với các xung âm từ nguồn bên ngoài.

Tùy chọn tắt máy

Trong những trường hợp như vậy, khối kích hoạt buộc phải tắt tạm thời ngay khi MOSFET được TẮT. Điều này giúp đạt được một số mục tiêu:

1) Để đảm bảo rằng các xung biên âm sau quá trình khử từ điện cảm rò rỉ không vô tình kích hoạt giai đoạn mạch ZCD, và
2) Để xác nhận hoạt động được gọi là tần số gập lại.

Để khởi động mosfet bên ngoài khi khởi động, tôi đã sử dụng một giai đoạn khởi động bên trong, cho phép giai đoạn trình điều khiển thực hiện một xung kích hoạt đến cổng mosfet, điều này trở nên cần thiết do không có tín hiệu khởi tạo tới mosfet từ chân ZCD .

Để giữ cho linh kiện bên ngoài ở mức tối thiểu được kết hợp với cuộn dây phụ hoặc đồng hồ bên ngoài có thể có, điện áp tại chân ZCD được kích hoạt bằng kẹp kép.

Điện áp kẹp trên được cố định ở mức 5,2V trong khi điện thế kẹp dưới được hiển thị ở một VBE trên mặt đất.

Điều này cho phép giao diện được định cấu hình bằng cách sử dụng chỉ một điện trở bên ngoài để hạn chế dòng điện có nguồn, hơn nữa bị ngắt bởi sơ đồ chân có liên quan theo các giá trị được chỉ định được đặt cho điện áp kẹp bên trong.

Để biết thêm thông tin về các giai đoạn bổ sung bên trong của mạch SMPS định mức 110V, 14V và 5V này, bạn có thể tham khảo bảng dữ liệu gốc của L6565

st.com/content/ccc/resource/technical/document/datasheet/b9/c5/7a/59/60/8e/42/14/CD00002330.pdf/files/CD00002330.pdf/jcr:content/translations/en. CD00002330.pdf