Circuito SMPS da 110 V, 14 V, 5 V - Diagrammi dettagliati con illustrazioni

In questo post impariamo come applicare l'IC L6565 per realizzare un circuito SMPS compatto multiuso da 110 V, 14 V, 5 V utilizzando un numero minimo di componenti esterni.

Implementazione del flyback ZVS quasi risonante

L'IC L6565 di ST Microelectronics è progettato come chip controller primario in modalità corrente, per adattarsi specificamente a ZVS quasi risonante convertitore flyback applicazioni. L'implementazione quasi risonante si ottiene tramite la smagnetizzazione di un ingresso di rilevamento del trasformatore, che viene utilizzato per accendere un mosfet di alimentazione collegato.

Durante le operazioni di questo CI in un convertitore, le variazioni della capacità di potenza del convertitore vengono compensate da uno stadio di avanzamento di linea acquisito tramite la tensione di linea.

Schema elettrico

Ogni volta che il carico collegato è minimo o assente, l'IC mostra una caratteristica unica che abbassa automaticamente la frequenza operativa del convertitore, garantendo comunque il funzionamento il più lontano possibile intorno al livello ZVS.

I convertitori che utilizzano IC L6565 non solo consentono un basso consumo del progetto attraverso una bassa corrente di avvio e una bassa corrente di riposo sostenuta, il sistema si assicura che sia perfettamente conforme Linee guida Blue Angel ed Energy Star SMPS .

Oltre alle caratteristiche sopra spiegate, il chip include anche una funzione di disabilitazione automatica configurabile, una funzione di rilevamento e spegnimento della corrente incorporata e anche un ingresso di tensione di riferimento accurato per l'esecuzione delle funzioni di regolazione di base e una protezione da sovraccarico a due stadi ideale.

Come funziona questo SMPS da 110 V / 14 V / 5 V:

Nei circuiti SMPS quasi risonanti, l'operazione viene implementata sincronizzando la frequenza di accensione del mosfet con la frequenza di smagnetizzazione del trasformatore, che generalmente si ottiene rilevando il fronte di discesa o il fronte negativo della relativa tensione di avvolgimento del trasformatore.

La procedura di cui sopra viene eseguita molto semplicemente dall'IC L6565 tramite un pinout designato esclusivamente e utilizzando un solo resistore.

Questa operazione abilita la funzione di funzionamento a frequenza variabile di tensione, corrente (in risposta a situazioni di corrente di tensione di ingresso variabili).

Il circuito è progettato per funzionare all'incirca all'interno della modalità operativa DCM (Discontinuous Conduction Mode) e CCM (Continuous Conduction Mode) del trasformatore, che può essere paragonata in modo molto simile a un convertitore induttanza auto oscillante ad anello o a un convertitore RCC.

Il pin # 8 che è il Vcc dell'IC acquisisce una tensione di alimentazione operativa da una rete di regolatori esterni, che imposta internamente un rail 7V, e questa tensione aiuta a far funzionare l'intera funzionalità dell'IC e per tutte le esecuzioni specificate, associate a i suoi pinout rimanenti.

L'IC include un circuito bandgap integrato che consente la generazione di una tensione di riferimento precisa di 2,5 V per garantire una migliore regolazione del circuito di controllo utilizzato con la funzionalità di feedback primario.

Troverai anche un blocco di sottotensione o un comparatore UVLO con isteresi presente nel design, che consente al chip di spegnersi nel caso in cui la Vcc scenda al di sotto di un limite di tensione specificato.

Uno stadio di rilevamento della corrente zero integrato nell'IC diventa responsabile o commuta il mosfet di alimentazione esterno in risposta a ogni impulso con bordo negativo al di sotto del livello di 1,6 V alimentato a questo pinout rilevante contrassegnato come ZCD (pin # 5).

Tuttavia, tenendo presente il fattore di immunità al rumore e per controllarlo in modo efficace, il blocco di attivazione associato deve essere attivato prima che il pin # 5 possa scendere sotto 1,6 V, abilitando un + 2,1 V su questo pinout.

Questo processo aiuta il rilevamento della smagnetizzazione del trasformatore richiesta per il funzionamento quasi-risonanza, in cui l'avvolgimento ausiliario del trasformatore fornisce il segnale richiesto all'ingresso ZCD, oltre all'alimentazione IC.

In un metodo alternativo in cui i mosfet possono essere destinati a funzionare in modalità PWM piuttosto che in modalità quasi-risonanat, il processo sopra può essere impiegato per sincronizzare l'interruttore mosfet su ON in risposta a impulsi negativi da una sorgente esterna.

Opzione di spegnimento

In questi casi, il blocco di attivazione è costretto a passare attraverso uno spegnimento momentaneo non appena il mosfet viene spento. Questo aiuta a raggiungere un paio di obiettivi:

1) Per garantire che gli impulsi con bordo negativo che seguono la smagnetizzazione dell'induttanza di dispersione non inneschino accidentalmente lo stadio del circuito ZCD, e
2) Riconoscere il funzionamento definito come foldback di frequenza.

Per avviare il mosfet esterno all'avvio, ho utilizzato uno stadio di avviamento interno, che consente allo stadio driver di eseguire un impulso di trigger al gate del mosfet, questo si rende necessario a causa dell'assenza di un segnale di inizializzazione al mosfet dal pin ZCD .

Per mantenere al minimo la componente esterna associata all'avvolgimento ausiliario o ad un eventuale clock esterno, la tensione sul pin ZCD viene abilitata con un doppio bloccaggio.

La tensione del morsetto superiore è fissata a 5,2 V mentre il potenziale di bloccaggio inferiore viene reso a un VBE sopra il livello del suolo.

Ciò consente di configurare l'interfaccia utilizzando una sola resistenza esterna per la limitazione della corrente originata che viene inoltre derivata dal relativo pinout secondo i valori specificati impostati per le tensioni di bloccaggio interne.

Per maggiori informazioni sugli stadi interni aggiuntivi di questo circuito SMPS da 110 V, 14 V e 5 V, fare riferimento al scheda tecnica originale di L6565

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