Проектирование маломощных ИИП на микросхеме LNK501 с помощью программы VDS. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электропитание

 Комментарии к статье

Микросхема LNK501 весьма удобна для построения импульсных блоков питания мощностью до 5 Вт. Но рекомендуемая фирмой-производителем программа автоматического проектирования PIXIs Designer имеет ограничения, которые не позволяют полностью использовать возможности этой микросхемы. Автор предлагаемой статьи успешно преодолел эти ограничения - рассчитал импульсный трансформатор по другой программе - VIPer Design Software, предназначенной для микросхем VIPer.

Маломощные обратноходовые преобразователи (ОХП) широко используются в зарядных устройствах мобильных телефонов, сетевых блоках питания аудиоплейеров, цифровых фотокамер, модемов и различной компьютерной периферии. Современные элементы позволяют выполнить их миниатюрными, схемотехнически простыми и дешевыми.

О том, как сделать импульсный источник питания на микросхеме LNK501 с выходным стабилизированным напряжением 3 или 5,5 В, рассказано в статье [1]. Но когда мне потребовался аналогичный источник с напряжением 12 В и выходным током до 0,2 А, совершенно неожиданно (ведь мощность такого устройства не превышает 2,4 Вт, что вполне соответствует используемой микросхеме) был получен отрицательный результат. Оказалось, что упомянутая в статье [1] специализированная программа PIXIs Designer, предназначенная для расчета импульсного трансформатора в ОХП, с подобной задачей не может справиться. В программе предполагается использование с этой микросхемой трансформаторов на ферритовых магнитопроводах всего лишь трех типов - ЕЕ13, ЕЕ16, ЕЕ19. При проектировании требуемого преобразователя даже в наибольшем из перечисленных магнитопроводов феррит входит в насыщение (расчетная магнитная индукция достигает значения 0,45 Тл, что значительно превышает допустимые 0,38 Тл). Поскольку содержимое ячеек в программе заблокировано от редактирования, ввести в расчеты параметры собственного трансформатора пользователь не сможет. Это значит, что программа не позволяет пользователю рассчитывать блоки питания на стандартные напряжения 9 и 12 В, что значительно сужает область применения микросхем LNK501.

Рис. 1

Поэтому для проектирования требуемого ИИП решено было использовать программу VDS - VIPer Design Software. В журнале "Радио" уже рассказано об использовании этой программы для проектирования ОХП на ИМС серии TOPSwitch-ll [2]. Удачным оказался опыт и с LNK501. Принципиальная схема рассчитанного устройства показана на рис. 1. От прототипа (рис. 1 в [1]) она отличается номиналами некоторых элементов и наличием индикатора включения HL1, который вместе с токоограничительным резистором R4 обеспечивает минимальную нагрузку.

Рис. 2

На рис. 2 показана нагрузочная характеристика блока при входном напряжении 220 В. Нагрузка номинального сопротивления потребляет ток 0,17 А при выходном напряжении 12 В. На рис. 3 показана зависимость выходного напряжения от входного при номинальном сопротивлении нагрузки.

Рис. 3

Принцип работы ОХП на микросхеме LNK501 подробно описан в статье [1]. Задача проектирования ИИП сводится к расчету импульсного трансформатора. Последовательность такого расчета в программе VDS: устанавливаем интервал входного напряжения 176...264 В; выбираем ШИ контроллер VIPer53A в корпусе DIP8, значение отраженного напряжения 50 В (как в [1 ]), частоту коммутации - 42 кГц; выходное напряжение и ток - 12 В и 0,2 А соответственно.

Для импульсного трансформатора использован магнитопровод из феррита М2000НМ1 типоразмера Б22, между половинами которого вставлена шайба из немагнитного материала толщиной 0,1 мм (эквивалентный суммарный немагнитный зазор - 0,2 мм). Первичная обмотка содержит 87 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,21 мм. Ее измеренная индуктивность - 2,62 мГн. В программе выбран близкий зарубежный аналог - магнитопровод RM8 из феррита N27. После принудительной установки в программе измеренной индуктивности первичной обмотки и числа витков в ней был получен вполне приемлемый результат - при максимальном токе 228 мА магнитная индукция не превышает 0,109 Тл.

В соответствии с паспортными данными микросхемы LNK501 внутреннее ограничение тока происходит на уровне 0,24...0,27 А. Для надежной и устойчивой работы блока питания желательно при максимальном токе нагрузки не допускать увеличения тока через микросхему выше 0,24 А.

Рис. 4

При любых сочетаниях входного напряжения и тока нагрузки трансформатор работает в режиме прерывистого тока, как это рекомендуют разработчики микросхемы LNK501. Результаты расчета по программе VDS показали что при установленных принудительно параметрах первичной обмотки трансформатора вторичная должна содержать 22 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,6 мм. В трансформаторе устройства нет обмотки связи, поэтому соответствующая информация программы не использована. Обмотки изолированы между собой несколькими слоями лакоткани. Все элементы источника питания (кроме SA1 и FU1) установлены на печатной плате (рис. 4) из односторонне фольгированного стеклотестолита толщиной 1,5 мм. Внешний вид платы с деталями показан на фото (рис. 5). Половины магнитопровода трансформатора при сборке плотно прикреплены к плате винтом МЗ через центральное отверстие, винт изолирован от магнитопровода гетинаксовой шайбой и надетым на винт отрезком ПВХ трубки, гайка на плате зафиксирована каплей нитрокраски. Акустические шумы в трансформаторе отсутствуют даже без какой-либо его пропитки. Ввиду малых внешних электромагнитных полей рассеяния броневого магнитопровода короткозамкнутый экран из медной ленты, рекомендованный в [1], не применен.

Рис. 5

На этапе налаживания сопротивление резистора R2 уменьшено от исходных 20 кОм до 18кОм, чтобы установить выходное напряжение 12В при токе нагрузки 0,2 А. Нагрев каких-либо элементов не отмечен. Это позволило установить микросхему на плату через переходную панель DIP8.

Таким образом, используя программу VDS, можно быстро и качественно выполнить проект маломощного ОХП на имеющемся у радиолюбителя подходящем магнитопроводе и микросхеме LNK501. Полученные программой осциллограммы токов и напряжений близки к реальным.

Литература

1. Плетнев Е. Малогабаритный импульсный источник питания на микросхеме LNK501. - Радио, 2006, № 5, с. 32-34.
2. Косенко С. Проектирование обратно-ходовых ИИП на TOPSwitch-ll с помощью программы VDS. - Радио, 2006, № 3, с. 30-32.

Автор: С. Косенко, г. Воронеж; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Электропитание.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Климат влияет на длительность беременности 07.11.2025

Беременность традиционно воспринимается как естественный биологический процесс с предсказуемыми сроками, однако современные исследования все чаще доказывают, что на ее продолжительность влияют факторы, выходящие далеко за пределы медицины. Среди них особое место занимают климат и окружающая среда - именно эту взаимосвязь впервые подробно изучили ученые из Университета Кертина в Австралии. Их работа раскрывает, что экстремальные погодные условия способны не только вызывать преждевременные роды, но и, напротив, удлинять срок беременности. Команда исследователей проанализировала данные почти 400 тысяч новорожденных, появившихся на свет в Западной Австралии. Результаты оказались неожиданными: климатические колебания заметно влияли на организм будущих матерей, особенно у тех, кто рожал после 41-й недели беременности. По словам доктора Сильвестра Додзи Ньядана из Школы народного здоровья Университета Кертина, проблема перенашивания долгое время оставалась в тени, хотя ее последствия могут ...>>

Роботизированное кресло Toyota Walk Me 07.11.2025

Современные технологии все чаще пересекаются с медициной, эргономикой и социальной сферой. Компании стремятся не просто создавать машины, а делать устройства, которые расширяют возможности человека. Именно к этому направлению принадлежит новейшая разработка корпорации Toyota - роботизированное кресло Walk Me, впервые показанное на выставке Japan Mobility Show 2025. Оно демонстрирует, как инженерная мысль и забота о людях с ограниченной подвижностью могут соединяться в одном компактном устройстве. Внешне Walk Me напоминает нечто среднее между креслом и небольшим роботом. В отличие от привычных инвалидных колясок или тележек, новинка лишена колес - вместо них движение обеспечивают четыре механические ноги. Такая система позволяет креслу буквально "идти" по поверхности, адаптируясь к рельефу и уверенно преодолевая гравий, бордюры или даже лестницы. Создатели вдохновлялись природой - в частности, движениями коз и крабов, известных своей устойчивостью и ловкостью на пересеченной местн ...>>

Отцу полезно брать отпуск по уходу за ребенком 06.11.2025

Роль отцов в воспитании детей перестала восприниматься как второстепенная. Современные исследования все чаще доказывают, что участие папы в уходе за младенцем оказывает не только эмоциональное, но и долговременное развитие на психику и успехи ребенка. Новая работа ученых из Национального университета Сингапура добавила весомые аргументы в пользу того, что отцам стоит брать отпуск по уходу за ребенком - хотя бы на две недели. Исследование показало, что дети, чьи отцы проводили с ними больше времени в первые недели жизни, реже сталкиваются с трудностями в поведении и обучении. Такие дети проявляют лучшие результаты в тестах на математические и речевые способности и демонстрируют более устойчивое эмоциональное состояние. Ученые отмечают, что именно продолжительный отпуск дает мужчинам возможность установить прочную эмоциональную связь с ребенком и активнее участвовать в жизни семьи. Профессор Вэй-Джун Джин Ян, соавтор исследования, подчеркивает, что в большинстве азиатских стран дек ...>>

Случайная новость из Архива Беспроводное электричество 09.06.2021 Ученые-инженеры из Массачусетского технологического института открыли новый способ добывания электроэнергии с помощью углеродных нанотрубок. В ходе экспериментов специалисты использовали крайне маленькие частички углерода, способных генерировать электрический ток в "сотрудничестве" с окружающей их жидкостью. Органический растворитель способен вытаскивать электроны и генерировать электричество для управления, например, микро- либо наноразмерных роботов. Этот механизм новый, и этот способ получения энергии совершенно новый. Эта технология интересна, потому что все, что вам нужно сделать, это пропустить растворитель через слой частиц. Ученым удалось найти способ, позволяющей заниматься электрохимией без использования проводов. В новом эксперименте, описывающем явление, ученые показали, что они могут использовать получаемый электроток для запуска реакции, известной как окисление спирта.

Другие интересные новости:

▪ Мощный ШИМ-усилитель MSA240

▪ Короткофокусный проектор DuraCore ProScene

▪ Роботы построят гигантский телескоп на Луне

▪ Электродвигатель BMW 5-го поколения без редкоземельных магнитов

▪ Мозг слышит тишину

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья Вральман. Крылатое выражение

▪ статья Как ходят улитки? Подробный ответ

▪ статья Кровохлебка лекарственная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Предварительная подготовка овчин. Простые рецепты и советы

▪ статья Платок на шпаге. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025