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:

Маргарин повышает риск старческого слабоумия 13.06.2025

Деменция, или старческое слабоумие, остается одной из самых серьезных и необратимых проблем современного здравоохранения. Несмотря на прогресс в медицине, эффективных методов лечения пока нет, поэтому особое внимание уделяется выявлению факторов риска и мерам профилактики. Среди них важную роль играют привычки питания, которые могут как снизить, так и повысить вероятность развития нейродегенеративных заболеваний. Одним из спорных продуктов, вызывающих все больше опасений, является маргарин - популярная замена сливочному маслу. Несмотря на свою распространенность, маргарин подвергается интенсивной химической обработке. По мнению Дэвида Винера, специалиста по фитнесу и здоровому образу жизни, работающего с приложением Freeletics на базе искусственного интеллекта, именно содержащийся в маргарине диацетил способен вызывать слипание белка бета-амилоида, который играет ключевую роль в патогенезе деменции и болезни Альцгеймера. Винер утверждает, что этот компонент не только способствует аг ...>>

Контактные линзы с инфракрасным зрением 13.06.2025

Инфракрасный свет представляет собой часть электромагнитного спектра с длиной волны более 700 нанометров - это волны, которые находятся за пределами видимого человеческому глазу диапазона. Благодаря своим свойствам инфракрасный свет широко используется в различных технологиях, от ночного видения до тепловизоров. Однако человеческий глаз не имеет способности воспринимать эти длинноволновые излучения, поэтому для наблюдения инфракрасного света до сих пор требовались громоздкие приборы, такие как ночные очки или камеры с инфракрасными детекторами. Это ограничивало их применение в повседневной жизни и профессиональной деятельности. Недавно команда ученых из Университета науки и технологий Китая под руководством нейроученого Тяня Сюэ разработала инновационные контактные линзы с наночастицами, способными преобразовывать инфракрасный свет в видимый. Этот процесс называется "восходящим преобразованием" (upconversion) - наноматериалы внутри линз меняют длинные инфракрасные волны на короткие ...>>

Ультратонкие водородные мембраны 12.06.2025

Водородные технологии приобретают все большее значение в глобальном переходе к экологически чистой энергетике. Одним из ключевых элементов таких систем являются мембраны, через которые происходит транспорт ионов в топливных элементах. Недавние разработки норвежской исследовательской лаборатории SINTEF открывают новые горизонты в этой области, предлагая ультратонкие мембраны, которые не только повышают эффективность, но и уменьшают затраты и вредное воздействие на окружающую среду. Новая мембрана, представленная специалистами SINTEF, имеет толщину всего 10 микрометров, что составляет примерно две трети от стандартной толщины в 15 микрометров. В пресс-релизе лаборатории описывается, что такой тонкий материал кажется сопоставимым с легчайшим листом бумаги формата А4, который при этом прочнее и тоньше многих аналогов. Этот значительный шаг вперед позволит существенно сократить себестоимость производства топливных элементов - примерно на 20%. При этом снижение толщины мембраны никак н ...>>

Случайная новость из Архива Информация по лучу света 02.09.2011 Бытовым светильником на с вето диодах можно передавать информацию в компьютер. Для экономии энергии лампы накаливания во всем мире заменяют светодиодами, то есть полупроводниковыми приборами, с которыми можно проделывать немало хитрых операций. Так, ученые из Фраунгоферовского института телекоммуникаций и Института Генриха Герца научились модулировать излучаемый белым диодом свет, причем с очень высокой частотой. В результате получился гибрид осветительного прибора и передатчика информации, работающий со скоростью 100 мегабит в секунду. Такой свет может одновременно передавать на компьютеры пользователей четыре фильма с высоким качеством изображения, что и было продемонстрировано в мае 2011 года на выставке во французском Ренне. Главное - расположить приемник информации, а это фотодетектор, в зоне освещения и не загораживать его руками. К сожалению, пользователь лишен обратной связи со светодиодом и не может передавать ему информацию. Но, как нетрудно догадаться, создать специальный осветительно-сетевой светодиод, оснащенный фотоприемником, - дело несложное. И тогда в освещенном такими диодами офисе можно будет избавиться от многочисленных проводов, и радиосеть будет не нужна. В первую очередь такие устройства понадобятся на самолетах, в хирургических операционных и везде, где использование радиосвязи нежелательно. В лаборатории уже удалось достичь 800 мегабит в секунду с использованием красно-сине-зелено-белого светодиода.

Другие интересные новости:

▪ Обнаружен белок, предотвращающий преждевременные роды

▪ Трюфельный лес

▪ Сумки Louis Vuitton с AMOLED-экранами

▪ Экологичный пластик, полностью разлагаемый в морской воде

▪ Ракеты в пять раз быстрее звука

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья И ты, Брут! Крылатое выражение

▪ статья Что феминистки делали со своими лифчиками? Подробный ответ

▪ статья Рекорды погоды. Вода. Советы туристу

▪ статья Основы теории электроснабжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Русские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025