Aquest convertidor reduït convertirà una entrada de 220 V CA de la xarxa elèctrica a 5 V o 12 V o 24 V CC amb un 90% d’eficiència.
El convertidor de buck proposat és un circuit SMPS que utilitza l’IC VIPer12A de STMicroelectronics .
El circuit utilitza un nombre insignificant de components externs, però pot funcionar directament des de l’entrada de corrent de xarxa.
El disseny del convertidor Buck
Veient el diagrama de circuits donat, veiem que l’etapa d’entrada incorpora una resistència de limitació de sobretensions que actua com un fusible, un díode per rectificar la corrent altern i una xarxa de filtres LC per a una posterior filtració de les ondulacions de corrent continu.
El filtre LC utilitzat aquí garanteix una millor estabilització de CC i una millor resposta EMI.
Es pot introduir el condensador Cin1 per reforçar encara més la funcionalitat EMI.
L'IC VIPer12A es converteix en el principal dispositiu de processador PWM que realitza individualment tota la conversió del circuit.
Principals característiques
Les principals especificacions de la configuració es poden entendre de la següent manera:
- Tensió d’entrada CA Vinac 80 - 285Vac
- Corrent de sortida Iout 30mA
- Corrent de sortida Iout 250mA
- Tensió de sortida Vout1 + 24 ± 10% V
- Tensió de sortida Vout2 + 5V ± 5%
- Freqüència de commutació 60 kHz
- Potència de sortida ~ 1W
Com funciona
El circuit facilita dues sortides; la sortida de 24V s’aconsegueix mitjançant una configuració de convertidor de buck, mentre que la sortida de 5V mitjançant el mode fly back.
El voltatge de retroalimentació a l’IC s’adquireix de Vout1 per a la regulació requerida de la sortida, aquest subministrament també s’aplica al pin Vdd d’IC.
El cablejat anterior es fa possible mitjançant l'ús d'un únic díode d'alta tensió i només un condensador, per precisar D1 i C3, cosa que facilita les connexions i costa molt més.
L’inductor L utilitzat consisteix en dos bobinatges que s’acoblen entre si sobre un nucli de ferrita comú.
L'enrotllament es realitza mitjançant relacions de gir adequades, on N1 = 200 voltes i N2 = 60 voltes. Tots dos estan enrotllats sobre un material de nucli de ferrita PANASONIC ELC10D152E.
Els díodes Zener z1 i z2 s’instal·len per protegir les sortides contra sobretensions.
Es fixa una resistència de càrrega fictícia a través de Vout1 de manera que es pot executar una regulació adequada sobre les dues sortides durant situacions de càrrega oberta.
Tot i que l'addició de la resistència anterior afecta una mica l'eficiència, millora magníficament la resposta de regulació de tensió del circuit.
Els díodes rectificadors fixats a la sortida són tipus de recuperació ràpida de resposta ràpida. D1 és un díode d'alta tensió, ja que pot estar sotmès a altes tensions inverses subministrades per la tensió del bus de corrent continu ...... D2 és un díode normal.
Llista de peces per al circuit simple convertidor de buck SMPS proposat:
- Rr = 10W 1 / 2W
- Rf = 10KW 1 / 4W
- R (càrrega) = 4,7 kW 1/4 W.
- Cin = 4,7 μF, condensador electrolític de 450 V.
- C1 = 33 μF, condensador electrolític de 50V
- C2 = 100 μF, condensador electrolític de 16V
- C3 = 1 μF, condensador electrolític de 25 V.
- C4 = 22 nF Condensador ceràmic
- Dr = díode 1N4007
- D1 = díode BA159 (ràpid)
- D2 = díode 1N4148 (ràpid)
- D3 = díode 1N4004
- Dz = 22V Zener
- Dz1 = 27V Zener
- Dz2 = 5,6V Zener
- L 1 = 0,5 mH
- Lf = 470 μH Inductor
- IC1 = STMicroelectronics VIPer12ADIP
Disseny de PCB i disseny de components del circuit de conversió SMPS explicat anteriorment mitjançant IC VIPer12A
Es pot trobar l'article complet aquí
Anterior: Circuit inversor d’ona sinusoïdal pura IC 556 Següent: Circuit del temporitzador del relé de retard del termòstat
