Как да модифицирам SMPS за регулируем изход на ток и напрежение

Как да модифицирам SMPS за регулируем изход на ток и напрежение

Тази статия разглежда метод, чрез който всеки готов SMPS може да бъде преобразуван в SMPS верига с променлив ток с помощта на няколко външни джъмперни връзки.



В една от предишните статии научихме как да направим SMPS верига с променливо напрежение чрез използване на прост етап на регулатори на шунта, в настоящия хак също използваме същия етап на веригата за внедряване на функция с променлив токов изход.

Какво е SMPS

SMPS е съкращение от Switch-Mode-Power-Supply, което използва високочестотен феритен превключващ преобразувател за преобразуване на AC 220V в DC. Използването на висока честота феритен трансформатор прави системата високо ефективна по отношение на компактност, загуба на мощност и цена.





Днес концепцията SMPS почти изцяло замени традиционните трансформатори от железни сърцевини и трансформира тези устройства в много компактни, леки и ефективни алтернативи на захранващия адаптер.

Въпреки това, тъй като SMPS модулите обикновено се предлагат като модули с фиксирано напрежение, постигането на предпочитано напрежение според нуждите на потребителското приложение става доста трудно.



Например за зареждане на 12V батерия може да се наложи изходно напрежение около 14,5V, но тази стойност е доста странна и нестандартна, може да ни бъде изключително трудно да се получи SMPS, оценени с тези спецификации в магазина.

Въпреки че на пазара могат да се намерят променливи SMPS вериги, те може да са по-скъпи от обикновените варианти с фиксирано напрежение, поради което намирането на метод за трансформиране на съществуващ SMPS с фиксирано напрежение в променлив тип изглежда по-интересно и желателно.

Изследвайки малко концепцията, успях да намеря много прост метод за прилагане на същата, нека се научим как да извършим тази модификация.

Ще намерите един популярен 12V 1amp SMPS верига в моя блог, който всъщност има вградена функция с променливо напрежение.

Функцията на оптосъединителя в SMPS

В горната свързана публикация обсъдихме как опто съединител играе важна роля в осигуряването на решаващата функция за постоянен изход за всеки SMPS.

Функцията на опто съединителя може да се разбере със следното кратко обяснение:

Опто-разклонителят притежава вградена светодиодна / фото-транзисторна схема, това устройство е интегрирано с изходния етап на SMPS, така че когато изходът има тенденция да се издигне над небезопасния праг, светодиодът вътре в опто светва, принуждавайки фототранзистора да проведе.

Фототранзисторът от своя страна е конфигуриран през чувствителна точка на „изключване“ на степента на SMPS драйвер, при която проводимостта на фототранзистора принуждава входния етап да се изключи.

Горното условие води до незабавно изключване на SMPS, но в момента, в който това превключване се стартира, той коригира и възстановява изхода в безопасната зона и светодиодът в опто се деактивира, което отново включва входния етап на SMPS.

Тази операция продължава да се движи бързо от Включено до ИЗКЛЮЧЕНО и обратно, като осигурява постоянно напрежение на изхода.

Регулируем ток SMPS модификация

За да постигнем текуща функция за управление във всеки SMPS, ние отново търсим помощта на опто съединителя.

Ние изпълняваме проста модификация, използвайки конфигурация на транзистор BC547, както е показано по-долу:

Позовавайки се на горния дизайн, получаваме ясна представа относно това как да модифицираме или направим променлива верига на SMPS драйвер.

Опто оптичният съединител (обозначен с червен квадрат) ще присъства по подразбиране за всички SMPS модули и ако приемем, че TL431 не присъства, може да се наложи да конфигурираме цялата конфигурация, свързана със светодиода за оптичен съединител.

Ако етапът TL431 вече е част от SMPS веригата, в този случай просто трябва да помислим за интегриране на BC547 етап, който става единствено отговорен за предложеното текущо управление на веригата.

BC547 може да се види свързан със своя колектор / емитер през катода / анода на TL431 IC, а основата на BC547 може да се види свързана с изхода (-) на SMPS чрез група избираеми резистори Ra, Rb, Rc, Rd .

Тези резистори, намиращи се между основата и излъчвателя на транзистора BC547, започват да функционират като токови сензори за веригата.

Те са изчислени по подходящ начин, така че чрез преместване на връзката на джъмпера през съответните контакти, в линията се въвеждат различни ограничения на тока.

Когато токът има тенденция да се увеличава над зададения праг, определен от стойностите на съответните резистори, се развива потенциална разлика в основата / излъчвателя на BC547, която става достатъчна за включване на транзистора, късо съединение IC TL431 между опто LEd и земята.

Горното действие незабавно осветява светодиода на опто, изпращайки сигнал за повреда към входната страна на SMPS чрез вградения в транзистора за снимка на опто.

Състоянието незабавно се опитва да изпълни изключване през изходната страна, което от своя страна спира BC547 от провеждане и ситуацията варира от ON към OFF и ON бързо, гарантирайки, че токът никога не надвишава предварително зададения праг.

Резисторите Ra ... Rd могат да бъдат изчислени по следната формула:

R = 0,7 / праг на прекъсване на тока

Например, ако предположим, че искаме да свържем светодиод на изхода с ток от 1 ампер.

Можем да зададем стойността на съответния резистор (избран от джъмпера) като:

R = 0,7 / 1 = 0,7 ома

Мощността на резистора може просто да бъде получена чрез умножаване на вариантите, т.е. 0.7 х 1 = 0.7 вата или просто 1 ват.

Изчисленият резистор гарантира, че изходният ток към светодиода никога не пресича маркировката от 1 ампера, като по този начин предпазва светодиода от повреда, други стойности за останалите резистори могат да бъдат изчислени по подходящ начин за получаване на желаната опция за променлив ток в модула SMPS.

Модифициране на фиксиран SMPS в SMPS с променливо напрежение

Тази следваща публикация се опитва да определи метод, чрез който всеки SMPS може да бъде превърнат в променливо захранване за постигане на желаното ниво на напрежение от 0 до максимум.

Какво е Shunt Regulator

Откриваме, че той използва етап на верига на шунтовия регулатор за изпълнение на характеристиката на променливото напрежение в дизайна.

Друг интересен аспект е, че това устройство за шунтиращ регулатор изпълнява функцията чрез регулиране на входа на опто съединителя на веригата.

Сега, тъй като фазата на опто съединителя с обратна връзка се използва неизменно във всички SMPS вериги, чрез въвеждане на шунтиращ регулатор може лесно да се трансформира фиксиран SMPS в променлив аналог.

Всъщност може да се направи и променлива SMPS верига, използвайки същия принцип, както е обяснено по-горе.

Може да искате да научите повече за какво е шунтиращият регулатор и как работи .

Процедури:

Позовавайки се на следния примерен кръг, ние можем да намерим точното местоположение на шунтовия регулатор и неговите подробности за конфигурацията:

Вижте долната дясна страна на диаграмата, маркирана с червени пунктирани линии, тя показва променливия участък на веригата, която ни интересува. Този раздел става отговорен за предвидените действия за регулиране на напрежението.

Тук резисторът R6 може да бъде заменен с 22K пот, за да се направи дизайнерската променлива.

Увеличаването на този раздел осигурява по-добра представа за включените подробности:

Идентифициране на оптрона

Ако имате SMPS верига с фиксирано напрежение, отворете я и просто потърсете оптрона в дизайна, той ще бъде разположен предимно около централния феритен трансформатор, както може да се види на следващото изображение:

След като сте намерили оптосъединителя, почистете, като премахнете всички части, свързани от изходната страна на опто, което означава през щифтовете, които могат да бъдат към изходната страна на SMPS PCB.

И свържете или интегрирайте тези щифтове на оптото със сглобената схема, използвайки TL431, показан в предишната диаграма.

Можете да сглобите раздела TL431 на малко парче платка с общо предназначение и да го залепите върху основната платка SMPS.

Ако вашата SMPS верига няма изходна филтърна намотка, можете просто да съкратите двата позитива на веригата TL431 и да присъедините терминацията към катода на изходния диод на SMPS.

Да предположим обаче, че вашият SMPS вече включва веригата TL431 с опто съединителя, след това просто намерете позицията на резистора R6 и го заменете с гърне (вижте местоположението R6 в първата диаграма по-горе).

Не забравяйте да добавите 220 ома или 470 ома резистор последователно с POT, в противен случай докато регулирането на гърнето до най-горното ниво може незабавно да повреди шунтиращото устройство TL431.

Това е всичко, сега знаете точно как да конвертирате или да направите SMPS верига с променливо напрежение, като използвате описаните по-горе стъпки.

АКТУАЛИЗИРАНЕ

Следващото изображение показва може би най-лесният начин за персонализиране на SMPS верига за получаване на променливи характеристики на напрежението и тока. Моля, вижте как саксиите или предварителните настройки трябва да бъдат конфигурирани в опто-съединителя за получаване на желаните резултати:

Ако имате допълнителни съмнения относно дизайна или обяснението, не се колебайте да изразите чрез вашите коментари.




Предишна: Как да направим ултразвукова верига за дистанционно управление Напред: Дистанционно управлявана количка без микроконтролер