سلام به همه سیسوگی‌های عزیز
امروزه منابع تغذیه سوئیچینگ به دلیل کوچک شدن حجم و وزن ترانس و در نتیجه کوچک شدن اندازه برد، کمتر شدن قیمت و افزایش بازدهی، در اکثر کاربردها جایگزین منابع تغذیه خطی شده‌اند، در این آموزش قصد داریم یک روش ساخت تغذیه سوئیچینگ را به شما معرفی کنیم.
منبع تغذیه زیر، منبع تغذیه 12 ولت و 2 آمپر می‌باشد، که از توپولوژی فلای‌بک برای این مدار استفاده کرده‌ایم. در توپولوژی فلای‌بک که در شکل زیر مشاهده می‌کنید، زمانی که سوئیچ روشن است، سلف Lm که همان سلف مغناطیس کنندگی ترانس است، شارژ شده و سپس زمانی که سوئیچ خاموش است، انرژی ذخیره شده خود را در بار تخلیه می‌کند.
. دیاگرام کلی مبدل فلای بک در مد کاری DCM و CCM
یکی از ویژگی‌های مثبت استفاده از آی سی DK124 در این مدار این است که نیاز به سیم پیچ مجزا برای تغذیه کمکی (Auxiliary) نداریم و این خود باعث کاهش قیمت ترانس، سادگی در تولید ترانس و در نتیجه کاهش قیمت مبدل میشود. از آیسی DK124 حدود 24 وات توان پیک و 18 وات توان دائم می‌توان دریافت کرد
در این مدار از اپتوکوپلر برای گرفتن فیدبک ولتاژ به‌صورت ایزوله استفاده کرده‌ایمایم (1). یکی از نکاتی که در طراحی‌های برد باید رعایت شود این است که نباید زمین‌های قسمت‌های مختلف مدار را مشترک در نظر بگیریم، چون باعث ایجاد تداخل در مدار میشود، در این مدار زمین‌ها را جدا از هم در نظر گرفته‌ایم(2)، تا این مشکلات رخ ندهد. از TL431 به‌عنوان تقویت کننده خطا نیز استفاده کرده‌ایم تا خروجی را با Reference داخلی خود مقایسه کرده و اپتوکوپلر را راه‌اندازی کنیم و در نتیجه ولتاژ خروجی را رگوله کنیم (3).
نمای کلی از شماتیک مدار تغذیه 12 ولت 2 آمپر
در طراحی‌های الکترونیک قدرت و ساخت تغذیه سوئیچینگ یکی از چالش‌های طراحی، زیاد بودن ولتاژها و جریان‌هاست که باعث میشود مجبور شویم فاصله بین المان‌ها و خطوط مسی از هم را رعایت کنیم. در این مبدل به ازای هر 180 ولت حدود 1 میلی متر فاصله گذاری کرده‌ایم تا از قوس الکتریکی، جرقه و مسائل ناخواسته ناشی از ولتاژ بالا جلوگیری شود، این فاصله در جاهایی که از پوشش محافظ Solder mask برخوردار هست می‌تواند کمتر نیز باشد. برای رعایت این فاصله، در شماتیک برای قسمت‌های مختلف آن از Net class استفاده شده (4)، در Rules این فواصل را تعریف میکنیم تا در روتینگ PCB این فواصل رعایت شود، همچنین برای حل مشکلات جریان بالا در طراحی PCB از Bottom Solder (5) استفاده شده تا مسیر آن قلع اندود و در مسیری که جریان بالاست، مسیر جریان ضخیم‌تر و بالطبع مقاومت الکتریکی آن کمتر باشد تا از افت ولتاژ و تلفات جلوگیری شود، در قسمت‌هایی از مدار نیاز به ایزولاسیون بالاتر می‌باشد؛ ما در این قسمت‌ها از Board Cutout به‌عنوان Creepage استفاده کرده‌ایم تا با برش آن قسمت باعث ایجاد ایزولاسیون بهتر شود (6).
نمای دو بعدی برد مدار چاپی در محیط نرم افزار Altium designer
. نمای سه بعدی در نرم افزار Altium designer
مشخصت کلی مدار
- رنج ولتاژ ورودی : 180VAC-250VAC 50Hz/60Hz
- ولتاژ خروجی : 12VDC
- جریان خروجی : 2َA Peak 1.5A continuous
- رگولاسیون بار : حدود 2%
- رگولاسیون خط : حدود 1%
- راندمان : حدود 82%
دارای محافظ اتصال کوتاه، اضافه بار، اضافه جریان و اضافه دما (هرکی این آیسی رو بسوزنه جایزه داره 🙂 )
طراحی ترانس و سلف در منابع تغذیه سوئیچینگ همیشه چالش بزرگی بوده، در طراحی ترانس دقت شده تا چگالی شار در محدوده مجاز خود باقی بماند تا هم از ظرفیت ترانس به خوبی استفاده شود و هم دمای ترانس در حد نرمال باقی بماند. قطر سیم‌ها طوری انتخاب شده که نه وزن و قیمت آن فراتر رود و نه تلفات حاصل از مقاومت سیم‌ها باعث گرمای غیر معقول شود. در فایل‌های پیوست شده میتوانید شماتیک کامل + فایل PCB + لیست قطعات (BOM list) + دستورالعمل تصویری ترانس پیچی را دریافت و برای ساخت تغذیه سوئیچینگ استفاده کنید. از این مدار به تعداد زیاد تولید کردیم و به فروش رساندیم لذا صحت عملکرد آن آزموده شده هست و طرح آن توسط بستر سیسوگ در اختیار شما طراح و تولید کننده قرار گرفته تا برخی از نیازهای صنعت الکترونیک کشور را مرتفع کند.
سلام مهندس حسینی
خواهشی داشتم ،اگر امکانش هست چند مقاله جهت طراحی flyback معرفی بفرماید
چندین مقاله مطالعه کردم ولی هرچقدر تلاش کردم که این پروژه شمارو بر اساس فرمولهای موجود دوباره طراحی کنم جهت یادگیری ، به اعداد متفاوتی از نظر اندوکتانس و تعداد پیچش هسته رسیدم و بسیار گیج شدم…
و در هیچ کدام متوجه اینکه vr یا همون Vor رو چطور تعیین می کنن نشدم …
تشکر بسیار جهت این فایل اموزشی
سلام
ممنون
چطور میشه از این آیسی برای خروجی 5 ولت استفاده کرد؟ امکانش هست دقیق توضیح بدین و نکات عملی رو ذکر کنید؟
مدار تغییرات زیادی میکنه ، توضیح اون در این مجال نمیگنجه چون در حد یک کتاب هست و از حوصله بحث خارجه ، بهترین رفرنس برای شما مدارت شابه و کتاب “منابع تغذیه سویچینگ دکتر ادیب ابریشمی فر انتشارات علم و صنعت” هست .
تشکر از شما
من 24 ولت 2 آمپر نیاز دارم
آیا میشه با تغیراتی تو این مدار به مقصودم برسم؟
آیا میشه دو تا از اینها در یک جعبه باشند و خروجی آنها سری شود؟
سلام این امکان وجود دارد ، اما اصولی نیست ، باید برای عمکلرد صحیح از مدارات جانبی استفاده بشه .
سلام فیلتر EMI مهم نیست
وجود اون میتونه نویز رو کاهش بده و عملکرد مدار بهتر باشه ، اما بدون اون هم مدار کار میکنه.
سلام
فرمودید از این منبع تغذیه تولید کردید
در فروشگاه سیسوگ هم موجود هست؟
و یا کلا از کجا میتونیم تهیه اش کنیم
بله ، دائما تولید میشه ، اگر نیاز دارید میتونید با بنده ارتباط بگیرید .
سلام، مدار دیتاشیت رو معرفی کردید، به نظرم بهتر بود در مورد مباحث محاسباتی ترانس و محاسبات بخش جبران ساز فیدبک توضیحاتی داده میشد و کل مطلب یک لقمه آماده نمیشد!
چون شماتیک آماده داخل دیتاشیت ای سی هست با تعداد دور ترانس…
تو مباحث آموزشی روند محاسبات خیلی مهم هست که متاسفانه اشاره ای به این مهم نشده.
با تشکر از آقای ایمنی و مهندس بورقانی
سلام ، مبحث طراحی ترانس و محاسبه جبرانساز آنقدر طولانی هست که در این مطلب نمیگنجه ، و شامل دو درس دانشگاهی میشه 🙂 هدف از قرار دادن این مدار دادن سرنخ هایی برای افراد علاقه مند هست که با دیدن این فایل جهت کار رو پیدا میکنن .
موفق باشید.
سلام
خیلی خیلی دست شما درد نکنه
ممنون از داکیومنت خوبی ک برای سیم پیچی ترانس داده شده بود.
فقط ی سوال
مرحله 5 ک گفتین شارلاک میزنین و “در کوره پخت میکنیم” رو متوجه نشدم. یعنی شارلاک رو میزنین و بعدش ترانس رو کجا میذارین؟
شارلاک ها به دو دسته هواخشک و گرما خشک تقسیم میشن ، معمولا شارلاک که بزنید در هوای آزاد خشک میشه ، اما گاهی برای تسریع روند تولید در کوره با دمای مناسب میشه اون رو حرارت داد تا زودتر خشک بشه.
ممنون از شما که انقدر ساده توضیح دادید که ما هم بتونیم بسازیم…جناب مهندس حسینی من کارهای شمارو دنبال میکنم و واقعا لذت میبرم…ممنون از اشتراک این مطلب بسیار کاربردی😊
نظر لطف شماست ، خواهش میکنم ، خوشحالم که این مطلب به کارتون اومد .