Circuit SMPS de 110V, 14V, 5V: diagrames detallats amb il·lustracions

En aquest post aprenem a aplicar l’IC L6565 per fer un circuit SMPS compacte polivalent de 110V, 14V, 5V amb un nombre mínim de components externs.

Implementació de flyback ZVS quasi-ressonant

L'IC L6565 de ST Microelectronics està dissenyat com un xip de controlador primari en mode actual, per adaptar-se específicament a ZVS quasi-ressonants convertidor de flyback aplicacions. La implementació quasi-ressonant s’aconsegueix mitjançant la desmagnetització d’una entrada de detecció del transformador, que s’utilitza per encendre un mosfet de potència connectat.

Durant les operacions d’aquest CI en un convertidor, les variacions de la capacitat de potència del convertidor es compensen mitjançant una etapa d’alimentació de la línia adquirida a través de la tensió de la línia.

Esquema de connexions

Sempre que la càrrega connectada és mínima o absent, l'IC mostra una característica única que redueix automàticament la freqüència de funcionament del convertidor, però que assegura el funcionament al màxim al voltant del nivell ZVS.

Els convertidors que utilitzen IC L6565 no només permeten un baix consum del disseny mitjançant un baix corrent d’arrencada i un baix corrent continu en repòs, el sistema s’assegura que compleix perfectament Directrius SMPS de Blue Angel i Energy Star .

A més de les funcions explicades anteriorment, el xip també inclou una funció de desactivació automàtica configurable, una funció de detecció de corrent i apagat incorporada, i també una entrada de voltatge de referència precisa per executar funcions de regulació bàsiques i una protecció de sobrecàrrega ideal en dues etapes.

Com funciona aquest SMPS de 110V / 14V / 5V:

En circuits SMPS quasi-ressonants, l’operació s’implementa sincronitzant la freqüència d’interruptor d’interruptor del mosfet amb la freqüència de desmagnetització del transformador, que generalment s’aconsegueix detectant la vora descendent o la vora negativa del voltatge de bobinatge rellevant del transformador.

El procediment anterior és molt senzillament executat per l'IC L6565 mitjançant un pinout designat exclusivament i utilitzant només una sola resistència.

Aquesta operació habilita la funció de funcionament de freqüència variable de tensió i corrent (en resposta a situacions de corrent de tensió d’entrada variable).

El circuit està dissenyat per funcionar aproximadament dins del mode operatiu DCM (Discontinuous Conduction Mode) i CCM (Continuous Conduction Mode) del transformador, que es pot comparar de la mateixa manera que un convertidor de sufocador autooscil·lant que sona o un convertidor RCC.

El pin # 8 que és el Vcc de l’IC adquireix una tensió d’alimentació operativa d’una xarxa de regulador externa, que estableix un rail de 7 V internament, i aquesta tensió ajuda a executar tota la funcionalitat de l’IC i per a totes les execucions especificades, associades a els seus pinouts restants.

El CI inclou un circuit de bandgap integrat que permet generar un voltatge de referència precís de 2,5 V per garantir una regulació millorada del bucle de control utilitzat amb la funcionalitat de retroalimentació principal.

També hi trobareu un bloqueig de baixa tensió o un comparador UVLO amb histèresi que apareix al disseny, que permet que el xip s’apagui en cas que el Vcc caigui per sota d’un límit de voltatge especificat.

Una etapa de detecció de corrent zero que s’integra a l’IC es fa responsable o canvia el mosfet d’alimentació extern en resposta a cada pols de tall negatiu per sota del nivell d’1,6 V que s’alimenta a aquest pinout rellevant marcat com a ZCD (pin # 5).

Tanmateix, tenint en compte el factor d’immunitat al soroll i per controlar-lo de manera efectiva, el bloc de desencadenament associat s’ha d’activar abans que es permeti que el pin número 5 baixi d’1,6 V, habilitant un + 2,1 V en aquest pinout.

Aquest procés ajuda a la detecció de la desmagnetització del transformador necessària per a l'operació quasi-resonanat, en què el bobinatge auxiliar del transformador proporciona el senyal requerit a l'entrada ZCD, a més de l'alimentació IC.

En un mètode alternatiu en què es pot dissenyar que els mosfets s'executin en mode PWM en lloc de mode quasi-resonanat, es pot emprar el procés anterior per sincronitzar el commutador de mosfet en resposta a polsos negatius d'una font externa.

Opció de tancament

En aquests casos, el bloqueig d'activació es veu obligat a passar per un tancament momentani tan bon punt el mosfet està apagat. Això ajuda a aconseguir un parell d'objectius:

1) Assegurar-se que els polsos de vores negatives després de la desmagnetització de la inductància de fuites no desencadenen accidentalment l’etapa del circuit ZCD i
2) Reconèixer el funcionament anomenat foldback de freqüència.

Per iniciar el mosfet extern a l’arrencada, he utilitzat unes etapes d’inici intern que permeten a l’etapa controladora executar un impuls de desencadenament a la porta del mosfet, això es fa necessari a causa de l’absència d’un senyal d’inicialització al mosfet des del pin ZCD .

Per tal de mantenir el component extern al mínim associat a un bobinatge auxiliar o a un possible rellotge extern, la tensió al pin ZCD s'activa amb una doble subjecció.

La tensió de pinça superior es fixa a 5,2 V, mentre que el potencial de pinça inferior es representa a un VBE sobre el nivell del terra.

Això permet configurar la interfície utilitzant una sola resistència externa per limitar el corrent d’origen que, a més, és derivat pel pinout rellevant segons els valors especificats per a les tensions de subjecció internes.

Per obtenir més informació sobre les etapes internes addicionals d’aquest circuit SMPS de 110V, 14V i 5V, podeu consultar el document full de dades original de 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