การออกแบบวงจรจ่ายไฟ 12V 1a smps บน pcb

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือผลิตภัณฑ์ทุกชิ้นจำเป็นต้องมีหน่วยจ่ายไฟ (PSU) ที่เชื่อถือได้ในการใช้งาน อุปกรณ์เกือบทั้งหมดในบ้านของเราเช่นทีวีเครื่องพิมพ์เครื่องเล่นเพลง ฯลฯ ประกอบด้วยหน่วยจ่ายไฟในตัวซึ่งจะแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับให้อยู่ในระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่เหมาะสมเพื่อให้ใช้งานได้ ประเภทของวงจรจ่ายไฟที่ใช้กันมากที่สุดคือSMPS (Switching Mode Power Supply)คุณสามารถค้นหาวงจรประเภทนี้ได้อย่างง่ายดายในอะแดปเตอร์ 12V หรือเครื่องชาร์จมือถือ / แล็ปท็อป ในบทช่วยสอนนี้เราจะเรียนรู้วิธีการสร้างวงจร SMPS 12vที่จะแปลงไฟ AC เป็น 12V DC โดยมีพิกัดกระแสสูงสุด 1.25A วงจรนี้สามารถใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับโหลดขนาดเล็กหรือแม้กระทั่งดัดแปลงเป็นเครื่องชาร์จเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและลิเธียม หากวงจรจ่ายไฟ 12v 15watt ไม่ตรงกับความต้องการของคุณคุณสามารถตรวจสอบวงจรจ่ายไฟต่างๆที่มีการจัดอันดับต่างกันได้

วงจร SMPS 12v - ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ

ก่อนที่จะดำเนินการออกแบบแหล่งจ่ายไฟประเภทใด ๆ ต้องมีการวิเคราะห์ความต้องการตามสภาพแวดล้อมที่จะใช้แหล่งจ่ายไฟ แหล่งจ่ายไฟประเภทต่างๆทำงานในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันและมีขอบเขตอินพุตเอาต์พุตเฉพาะ

ข้อกำหนดการป้อนข้อมูล

เริ่มต้นด้วยการป้อนข้อมูล แรงดันไฟฟ้าอินพุตเป็นสิ่งแรกที่ SMPS จะใช้และจะถูกเปลี่ยนเป็นค่าที่มีประโยชน์ในการป้อนโหลด เนื่องจากการออกแบบนี้ระบุไว้สำหรับการแปลง AC-DCอินพุตจะเป็นกระแสสลับ (AC) สำหรับอินเดียอินพุต AC มีให้เลือก 220-230 โวลต์สำหรับสหรัฐอเมริกามีพิกัด 110 โวลต์ นอกจากนี้ยังมีประเทศอื่น ๆ ที่ใช้ระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน โดยทั่วไป SMPS จะทำงานร่วมกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตสากลพิสัย. ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้าอาจแตกต่างจาก 85V AC ถึง 265V AC สามารถใช้ SMPS ในประเทศใดก็ได้และสามารถให้เอาต์พุตที่เสถียรของโหลดเต็มได้หากแรงดันไฟฟ้าอยู่ระหว่าง 85-265V AC SMPS ควรทำงานตามปกติภายใต้ความถี่ 50Hz และ 60Hz เช่นกัน นี่คือเหตุผลว่าทำไมเราจึงสามารถใช้ที่ชาร์จโทรศัพท์และแล็ปท็อปของเราได้ในทุกประเทศ

ข้อกำหนดเอาต์พุต

ที่ด้านเอาต์พุตมีโหลดไม่กี่ตัวต้านทานมีน้อยเป็นอุปนัย โครงสร้างของ SMPS อาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับโหลด สำหรับเรื่องนี้ SMPS โหลดจะถือว่าเป็นภาระทานอย่างไรก็ตามไม่มีอะไรที่เหมือนกับโหลดตัวต้านทานแต่ละโหลดประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำและความจุอย่างน้อยที่สุด ที่นี่สันนิษฐานว่าการเหนี่ยวนำและความจุของโหลดมีค่าเล็กน้อย

ข้อกำหนดเอาต์พุตของ SMPS นั้นขึ้นอยู่กับโหลดเป็นอย่างมากเช่นโหลดต้องใช้แรงดันและกระแสเท่าใดในทุกสภาวะ สำหรับโครงการนี้ SMPS สามารถให้15W เอาท์พุทเป็น 12V และ 1.25A เป้าหมายระลอกเอาท์พุทจะถูกเลือกเป็นน้อย30mV PK-PK 20000 เฮิร์ตซ์แบนด์วิดธ์

ขึ้นอยู่กับภาระการส่งออกเรายังต้องตัดสินใจระหว่างการออกแบบแรงดันไฟฟ้าคง SMPSหรือคง SMPS แรงดันไฟฟ้าคงที่หมายถึงแรงดันไฟฟ้าทั่วโหลดจะคงที่และกระแสจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานโหลด ในทางกลับกันโหมดกระแสคงที่จะช่วยให้กระแสคงที่ แต่เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าตามการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานโหลด นอกจากนี้ทั้ง CV และ CC สามารถใช้ได้ใน SMPS แต่ไม่สามารถทำงานได้ในครั้งเดียว เมื่อตัวเลือกทั้งสองมีอยู่ใน SMPS จำเป็นต้องมีช่วงที่ SMPS จะเปลี่ยนการดำเนินการเอาต์พุตจาก CV เป็น CC และในทางกลับกัน โดยปกติเครื่องชาร์จโหมด CC และ CV จะใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่กรดตะกั่วหรือลิเธียม

คุณสมบัติการป้องกันอินพุตและเอาต์พุต

มีวงจรป้องกันต่างๆที่สามารถใช้กับ SMPS เพื่อการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ วงจรป้องกันจะปกป้อง SMPS ตลอดจนโหลดที่เชื่อมต่อ วงจรป้องกันสามารถเชื่อมต่อผ่านอินพุตหรือเอาต์พุตได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่ง ส่วนใหญ่ป้องกันการป้อนข้อมูลที่พบบ่อยคือการป้องกันไฟกระชากและฟิลเตอร์อีเอ็มไอการป้องกันไฟกระชากปกป้อง SMPS จากการป้อนข้อมูลกระชากหรือมากกว่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับฟิลเตอร์ EMI ปกป้อง SMPS จากการสร้าง EMI ผ่านสายอินพุต ในโครงการนี้คุณลักษณะทั้งสองจะพร้อมใช้งาน การป้องกันการส่งออกรวมถึงการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร, การป้องกันมากกว่าแรงดันไฟฟ้าและการป้องกันมากกว่าปัจจุบัน. การออกแบบ SMPS นี้จะรวมวงจรป้องกันทั้งหมดนี้ไว้ด้วย

การเลือก IC การจัดการพลังงาน

ทุกวงจร SMPS ต้องใช้ IC การจัดการพลังงานหรือที่เรียกว่าสวิตชิ่ง IC หรือ SMPS IC หรือไอซีแบบแห้ง มาสรุปข้อควรพิจารณาในการออกแบบเพื่อเลือก IC การจัดการพลังงานที่เหมาะสมกับการออกแบบของเรา ข้อกำหนดการออกแบบของเราคือ

เอาต์พุต 15W 12V 1.25A ที่มีการกระเพื่อมน้อยกว่า 30mV pk-pk ที่โหลดเต็มที่
คะแนนอินพุตสากล
การป้องกันไฟกระชาก
เอาต์พุตลัดวงจรแรงดันไฟฟ้าและการป้องกันกระแสเกิน
การทำงานของแรงดันไฟฟ้าคงที่

จากข้อกำหนดข้างต้นมี IC ให้เลือกมากมาย แต่สำหรับโครงการนี้เราได้เลือกการรวมพลังงานไว้ การรวมพลังงานเป็น บริษัท กึ่งตัวนำที่มี IC ตัวขับกำลังที่หลากหลายในช่วงเอาต์พุตกำลังต่างๆ ขึ้นอยู่กับความต้องการและความพร้อมที่เราได้ตัดสินใจที่จะใช้TNY268PN จากครอบครัวที่สวิทช์ขนาดเล็กครั้งที่สอง

ในภาพด้านบนจะแสดงกำลังไฟสูงสุด 15W อย่างไรก็ตามเราจะสร้าง SMPS ในเฟรมเปิดและสำหรับการจัดอันดับอินพุตสากล ในส่วนดังกล่าว TNY268PN สามารถให้เอาต์พุต 15W มาดูแผนภาพพิน

การออกแบบวงจร SMPS 12v 1Amp

วิธีที่ดีที่สุดในการสร้างวงจรคือการใช้ซอฟต์แวร์ผู้เชี่ยวชาญ PI ของ Power Integration เป็นซอฟต์แวร์ออกแบบแหล่งจ่ายไฟที่ยอดเยี่ยม วงจรถูกสร้างขึ้นโดยใช้ IC การรวมพลังงาน ขั้นตอนการออกแบบอธิบายไว้ด้านล่างหรือคุณสามารถเลื่อนลงเพื่อดูวิดีโอที่อธิบายเรื่องเดียวกันได้

ขั้นตอนที่ -1:เลือกสวิตช์จิ๋ว IIและเลือกแพ็คเกจที่ต้องการ เราเลือกแพ็คเกจ DIP เลือกประเภท Enclosure, Adapter หรือ Open Frame ที่นี่เปิดเฟรมถูกเลือก

จากนั้นเลือกประเภทคำติชม มันเป็นสิ่งสำคัญเป็นFlyback โทโพโลยีถูกนำมาใช้ TL431 เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับข้อเสนอแนะ TL431 เป็นตัวควบคุมการปัดและจะให้การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินที่ยอดเยี่ยมและแรงดันไฟฟ้าขาออกที่แม่นยำ

ขั้นตอนที่ 2:เลือกช่วงแรงดันไฟฟ้าขาเข้า เนื่องจากจะเป็น SMPS อินพุตสากลจึงเลือกแรงดันไฟฟ้าเข้าเป็น 85-265V AC ความถี่ของสายคือ 50 Hz

ขั้นตอนที่ 3:

เลือกแรงดันไฟฟ้ากระแสและกำลังไฟขาออก คะแนน SMPS จะเป็น 12V 1.25A กำลังไฟแสดง 15W โหมดการทำงานยังเลือกเป็น CV ซึ่งหมายถึงโหมดการทำงานของแรงดันไฟฟ้าคงที่ ในที่สุดทุกอย่างก็ทำได้ในสามขั้นตอนง่ายๆและสร้างแผนผังขึ้นมา

แผนภาพวงจร 12V SMPS และคำอธิบาย

วงจรด้านล่างได้รับการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเพื่อให้เหมาะกับโครงการของเรา

ก่อนที่จะสร้างชิ้นส่วนต้นแบบตรงไปตรงมาลองสำรวจแผนภาพวงจร 12v SMPSและการทำงานของมัน วงจรมีส่วนต่อไปนี้

ไฟกระชากและการป้องกันความผิดพลาด SMPS
การแปลง AC-DC
ตัวกรอง PI
วงจรขับหรือวงจรสวิตชิ่ง
การป้องกันแรงดันไฟฟ้าต่ำ
วงจรหนีบ
แม่เหล็กและการแยกไฟฟ้า
ตัวกรอง EMI
วงจรเรียงกระแสทุติยภูมิและวงจรดูแคลน
ส่วนตัวกรอง
ส่วนข้อเสนอแนะ

ไฟกระชากและการป้องกันความผิดพลาด SMPS

ส่วนนี้ประกอบด้วยสององค์ประกอบ F1 และ RV1 F1 เป็นฟิวส์เป่าช้า 1A 250VAC และ RV1 คือ 7mm 275V MOV (Metal Oxide Varistor) ในระหว่างที่ไฟกระชากแรงดันสูง (มากกว่า 275VAC) MOV เกิดชอร์ตและระเบิดฟิวส์อินพุต อย่างไรก็ตามเนื่องจากคุณสมบัติการเป่าช้าฟิวส์จึงทนทานต่อกระแสไฟเข้าผ่าน SMPS

การแปลง AC-DC

ส่วนนี้ควบคุมโดยไดโอดบริดจ์ ไดโอดทั้งสี่นี้ (ภายใน DB107) สร้างวงจรเรียงกระแสบริดจ์แบบเต็ม ไดโอดคือ 1N4006 แต่มาตรฐาน 1N4007 สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบ ในโปรเจ็กต์นี้ไดโอดสี่ตัวนี้จะถูกแทนที่ด้วยวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ DB107

ตัวกรอง PI

สถานะต่างๆมีมาตรฐานการปฏิเสธ EMI ที่แตกต่างกัน การออกแบบนี้ยืนยันมาตรฐาน EN61000-Class 3และตัวกรอง PI ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดการปฏิเสธ EMI ในโหมดทั่วไป ส่วนนี้สร้างขึ้นโดยใช้ C1, C2 และ L1 C1 และ C2 เป็นตัวเก็บประจุ 400V 18uF เป็นค่าที่แปลกดังนั้นจึงเลือก 22uF 400V สำหรับแอปพลิเคชันนี้ L1 เป็นโช้คโหมดทั่วไปที่ใช้สัญญาณ EMI ที่แตกต่างกันเพื่อยกเลิกทั้งสองอย่าง

วงจรขับหรือวงจรสวิตชิ่ง

ถือเป็นหัวใจสำคัญของ SMPS ด้านหลักของหม้อแปลงควบคุมโดยวงจรสวิตชิ่ง TNY268PN ความถี่ในการเปลี่ยนคือ 120-132khz เนื่องจากความถี่ในการเปลี่ยนสูงนี้จึงสามารถใช้หม้อแปลงขนาดเล็กได้ วงจรสวิตชิ่งมีสององค์ประกอบคือ U1 และ C3 U1 เป็น IC ไดรเวอร์หลัก TNY268PN C3 เป็นตัวเก็บประจุแบบบายพาสซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของ IC ไดรเวอร์ของเรา

การป้องกันแรงดันไฟฟ้าต่ำ

การป้องกันแรงดันไฟฟ้าต่ำจะกระทำโดยตัวต้านทานความรู้สึก R1 และ R2 ใช้เมื่อ SMPS เข้าสู่โหมดรีสตาร์ทอัตโนมัติและตรวจจับแรงดันไฟฟ้าของสาย

วงจรหนีบ

D1 และ D2 เป็นวงจรแคลมป์ D1 เป็นไดโอด TVSและ D2 เป็นไดโอดการกู้คืนที่รวดเร็วหม้อแปลงทำหน้าที่เป็นตัวเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ผ่าน IC ไดรเวอร์กำลัง TNY268PN ดังนั้นในระหว่างการปิดวงจรสวิตช์หม้อแปลงจะสร้างแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้นเนื่องจากการเหนี่ยวนำการรั่วไหลของหม้อแปลง เดือยแรงดันไฟฟ้าความถี่สูงเหล่านี้ถูกยึดโดยไดโอดแคลมป์ข้ามหม้อแปลง UF4007 ถูกเลือกเนื่องจากการกู้คืนที่รวดเร็วเป็นพิเศษและ P6KE200A ถูกเลือกสำหรับการทำงานของ TVS

แม่เหล็กและการแยกไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าและไม่เพียง แต่แปลงไฟฟ้ากระแสสลับแรงสูงให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดันต่ำเท่านั้น แต่ยังให้การแยกไฟฟ้าด้วย

ตัวกรอง EMI

การกรอง EMI ทำได้โดยตัวเก็บประจุ C4 เป็นการเพิ่มภูมิคุ้มกันของวงจรเพื่อลดสัญญาณรบกวน EMI ที่สูง

วงจรเรียงกระแสทุติยภูมิและวงจร Snubber

เอาท์พุทจากหม้อแปลงจะถูกแก้ไขและแปลงเป็น DC ใช้ D6 เป็นวงจรเรียงกระแสไดโอดกีวงจร snubber ใน D6 ช่วยลดแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวในระหว่างการสลับการทำงาน วงจร snubber ประกอบด้วยตัวต้านทานหนึ่งตัวและตัวเก็บประจุ R3 และ C5 หนึ่งตัว

ส่วนตัวกรอง

ส่วนกรองประกอบด้วยตัวเก็บประจุกรอง C6 เป็นตัวเก็บประจุ ESR ต่ำเพื่อการปฏิเสธการกระเพื่อมที่ดีขึ้น นอกจากนี้ตัวกรอง LC ที่ใช้ L2 และ C7 ยังให้การปฏิเสธการกระเพื่อมที่ดีกว่าในเอาต์พุต

ส่วนข้อเสนอแนะ

แรงดันไฟฟ้าขาออกตรวจจับได้โดย U3 TL431 และ R6 และ R7 หลังจากตรวจจับเส้นแล้ว U2 ออปโตคัปเปลอร์จะถูกควบคุมและแยกส่วนการตรวจจับการตอบสนองทุติยภูมิออกด้วยตัวควบคุมด้านหลัก Optocoupler มีทรานซิสเตอร์และ LED อยู่ภายใน โดยการควบคุม LED ทรานซิสเตอร์จะถูกควบคุม เนื่องจากการสื่อสารทำโดยออปติกจึงไม่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าโดยตรงดังนั้นจึงเป็นไปตามการแยกกระแสไฟฟ้าในวงจรป้อนกลับด้วย

ตอนนี้เนื่องจาก LED ควบคุมทรานซิสเตอร์โดยตรงโดยให้ไบแอสที่เพียงพอทั่วทั้งออปโตคัปเปลอร์ LED เราสามารถควบคุมทรานซิสเตอร์ออปโตคัปเปลอร์ได้โดยเฉพาะวงจรไดรเวอร์ ระบบควบคุมนี้ใช้โดย TL431 เนื่องจากตัวควบคุมการปัดมีตัวแบ่งตัวต้านทานข้ามพินอ้างอิงจึงสามารถควบคุมนำออปโตคัปเปลอร์ที่เชื่อมต่อกันได้ ขาข้อเสนอแนะที่มีแรงดันอ้างอิงของ 2.5V ดังนั้น TL431 จะทำงานได้ก็ต่อเมื่อแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวแบ่งเพียงพอ ในกรณีของเราตัวแบ่งแรงดันตั้งค่าเป็น 12V. ดังนั้นเมื่อเอาต์พุตถึง 12V TL431 จะได้รับ 2.5V จากพินอ้างอิงดังนั้นจึงเปิดใช้งาน LED ของออปโตคัปเปลอร์ซึ่งควบคุมทรานซิสเตอร์ของออปโตคัปเปลอร์และควบคุม TNY268PN ทางอ้อม หากแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงพอในเอาต์พุตวงจรการสลับจะถูกระงับทันที

ขั้นแรก TNY268PN จะเปิดใช้งานรอบแรกของการสลับจากนั้นตรวจสอบว่าเป็นพิน EN หากทุกอย่างเรียบร้อยก็จะทำการสลับต่อไปหากไม่เป็นเช่นนั้นก็จะลองอีกครั้งในบางครั้ง การวนซ้ำนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าทุกอย่างจะเป็นปกติดังนั้นจึงป้องกันปัญหาการลัดวงจรหรือแรงดันไฟฟ้าเกิน นี่คือสาเหตุที่เรียกว่าโครงสร้างแบบฟลายแบ็คเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าขาออกจะบินกลับไปที่ไดรเวอร์เพื่อตรวจจับการทำงานที่เกี่ยวข้อง นอกจากนี้การวนซ้ำที่พยายามเรียกว่าโหมดการทำงานของการสะอึกในสภาวะความล้มเหลว

D3 เป็นอุปสรรคไดโอดกีไดโอดนี้แปลงเอาต์พุต AC ความถี่สูงเป็น DC 3A 60V Schottky Diode ถูกเลือกเพื่อการทำงานที่เชื่อถือได้ R4 และ R5 ถูกเลือกและคำนวณโดย PI Expert สร้างตัวแบ่งแรงดันและส่งกระแสไปยัง Optocoupler LED จาก TL431

R6 และ R7 เป็นแบ่งแรงดันง่ายคำนวณได้จากสูตร TL431 แรงดัน REF = (Vout x R7) / R6 R7 แรงดันอ้างอิงคือ 2.5V และ Vout คือ 12V เมื่อเลือกค่า R6 23.7k R7 จะกลายเป็น 9.09k โดยประมาณ

ผลิต PCB สำหรับวงจร 12V 1A SMPS

ตอนนี้เราเข้าใจว่าแผนผังทำงานอย่างไรเราสามารถดำเนินการสร้าง PCB สำหรับ SMPS ของเราได้ เนื่องจากนี่เป็นวงจร SMPS จึงแนะนำให้ใช้ PCB เนื่องจากสามารถจัดการกับปัญหาเสียงรบกวนและการแยกได้ เค้าโครง PCB สำหรับวงจรข้างต้นสามารถดาวน์โหลดได้ในชื่อ Gerber จากลิงค์

ดาวน์โหลดไฟล์ Gerber สำหรับวงจร 15W SMPS

ตอนนี้การออกแบบของเราพร้อมแล้วก็ถึงเวลาประดิษฐ์โดยใช้ไฟล์ Gerber ในการทำ PCB นั้นค่อนข้างง่ายเพียงทำตามขั้นตอนด้านล่างนี้

ขั้นตอนที่ 1: เข้าสู่ www.pcbgogo.com ลงทะเบียนหากนี่เป็นครั้งแรกของคุณ จากนั้นในแท็บ PCB Prototype ให้ป้อนขนาดของ PCB ของคุณจำนวนเลเยอร์และจำนวน PCB ที่คุณต้องการ สมมติว่า PCB มีขนาด 80 ซม. × 80 ซม. คุณสามารถกำหนดขนาดตามที่แสดงด้านล่าง

ขั้นตอนที่ 2: ดำเนินการต่อโดยคลิกที่ปุ่ม ใบเสนอราคา ทันที คุณจะเข้าสู่หน้าที่ตั้งค่าพารามิเตอร์เพิ่มเติมหากจำเป็นเช่นวัสดุที่ใช้ระยะห่างแทร็กเป็นต้น แต่ส่วนใหญ่แล้วค่าเริ่มต้นจะใช้ได้ดี สิ่งเดียวที่เราต้องพิจารณาที่นี่คือราคาและเวลา ดังที่คุณเห็นเวลาสร้างเพียง 2-3 วันและมีค่าใช้จ่ายเพียง $ 5 สำหรับ PSB ของเรา จากนั้นคุณสามารถเลือกวิธีการจัดส่งที่ต้องการตามความต้องการของคุณ

ขั้นตอนที่ 3: ขั้นตอนสุดท้ายคือการอัปโหลดไฟล์ Gerber และดำเนินการชำระเงิน เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการนี้ราบรื่น PCBGOGO ตรวจสอบว่าไฟล์ Gerber ของคุณถูกต้องหรือไม่ก่อนดำเนินการชำระเงิน ด้วยวิธีนี้คุณจะมั่นใจได้ว่า PCB ของคุณเป็นมิตรต่อการผลิตและจะไปถึงคุณตามที่มุ่งมั่น

การประกอบ PCB

หลังจากสั่งซื้อบอร์ดแล้วมันก็มาถึงฉันหลังจากผ่านไปหลายวันแม้ว่าผู้ให้บริการจัดส่งจะอยู่ในกล่องบรรจุที่มีฉลากอย่างดีและเช่นเคยคุณภาพของ PCB นั้นยอดเยี่ยม PCB ที่ฉันได้รับแสดงอยู่ด้านล่าง

ฉันเปิดแกนบัดกรีและเริ่มประกอบบอร์ด เนื่องจาก Footprints แผ่นรองรอยต่อและซิลค์สกรีนนั้นมีรูปร่างและขนาดที่เหมาะสมอย่างสมบูรณ์แบบฉันจึงไม่มีปัญหาในการประกอบบอร์ด PCB ของฉันที่ยึดกับรองบัดกรีแสดงไว้ด้านล่าง

การจัดหาส่วนประกอบ

ส่วนประกอบทั้งหมดสำหรับวงจร SMPS 12v 15wนี้ได้รับการจัดหาตามแผนผัง รายละเอียด BOM สามารถพบได้ในไฟล์ excel ด้านล่างเพื่อดาวน์โหลด

การออกแบบ SMPS 15W - รายการวัสดุ

ส่วนประกอบเกือบทั้งหมดพร้อมที่จะใช้จากชั้นวาง คุณอาจพบปัญหาในการค้นหาหม้อแปลงที่เหมาะสมสำหรับโครงการนี้ โดยปกติสำหรับหม้อแปลงฟลายแบ็คแบบสลับวงจร SMPS ไม่สามารถหาซื้อได้จากผู้ขายโดยตรงในกรณีส่วนใหญ่คุณต้องหมุนหม้อแปลงของคุณเองหากต้องการผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามคุณสามารถใช้หม้อแปลงฟลายแบ็คที่คล้ายกันได้และวงจรของคุณจะยังคงใช้งานได้ ข้อกำหนดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับหม้อแปลงของเราจะมาจากซอฟต์แวร์ PI Expert ที่เราใช้ก่อนหน้านี้

แผนภาพเครื่องกลและไฟฟ้าของหม้อแปลงที่ได้รับจาก PI Expert แสดงไว้ด้านล่าง

หากคุณไม่พบผู้ขายที่เหมาะสมคุณสามารถกู้หม้อแปลงจากอะแดปเตอร์ 12V หรือวงจร SMPS อื่น ๆ หรือคุณสามารถสร้างหม้อแปลงของคุณเองซื้อโดยใช้วัสดุต่อไปนี้และคำแนะนำในการม้วน

เมื่อจัดหาส่วนประกอบทั้งหมดแล้วการประกอบควรเป็นเรื่องง่าย คุณสามารถใช้ไฟล์ Gerber และ BOM เพื่ออ้างอิงและประกอบบอร์ด PCB เมื่อทำ PCB ด้านหน้าและด้านหลังเสร็จแล้วจะมีลักษณะดังนี้ด้านล่าง

ทดสอบวงจร 15W SMPS ของเรา

ตอนนี้วงจรของเราพร้อมแล้วก็ถึงเวลาหมุน เราจะเชื่อมต่อบอร์ดกับสายไฟ AC ของเราผ่าน VARIAC และโหลดด้านเอาต์พุตด้วยเครื่องโหลดและวัดแรงดันกระเพื่อมเพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของวงจรของเรา คุณสามารถดูวิดีโอขั้นตอนการทดสอบฉบับเต็มได้ที่ท้ายหน้านี้ ภาพด้านล่างแสดงวงจรที่ทดสอบด้วยแรงดันไฟฟ้า AC อินพุต 230V AC ซึ่งเราได้เอาต์พุต 12.08V

การวัดแรงดันระลอกโดยใช้ออสซิลโลสโคป

ในการวัดแรงดันไฟฟ้าระลอกด้วยออสซิลโลสโคปให้เปลี่ยนอินพุตของขอบเขตเป็น AC โดยได้รับ 1x จากนั้นเชื่อมต่อตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่มีค่าต่ำและตัวเก็บประจุเซรามิกที่มีค่าต่ำเพื่อลดเสียงรบกวนเนื่องจากการเดินสายไฟ คุณสามารถอ้างถึงหน้า 40 ของเอกสาร RDR-295 นี้จาก Power Integration สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโพรซีเดอร์นี้

สแนปชอตด้านล่างถ่ายโดยไม่มีการโหลดทั้ง 85VAC และ 230VAC สเกลถูกตั้งไว้ที่ 10mV ต่อการหารและอย่างที่คุณเห็นระลอกคลื่นเกือบ 10mV pk-pk

ที่อินพุต 90VAC และเมื่อโหลดเต็มจะเห็นระลอกคลื่นที่ประมาณ 20mV pk-pk

ใน 230VAC และแรงดันไฟฟ้าระลอกคลื่นเต็มจะวัดได้ที่ประมาณ 30mV pk-pk ซึ่งเป็นสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด

นั่นแหละ; นี่คือวิธีที่คุณสามารถออกแบบวงจร SMPS 12vของคุณเองได้ เมื่อคุณเข้าใจการทำงานแล้วคุณสามารถปรับเปลี่ยนแผนภาพวงจร 12v SMPSเพื่อให้เหมาะกับแรงดันไฟฟ้าและความต้องการพลังงานของคุณ หวังว่าคุณจะเข้าใจบทช่วยสอนและสนุกกับการเรียนรู้สิ่งที่เป็นประโยชน์ หากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดทิ้งไว้ในส่วนความคิดเห็นหรือใช้ฟอรัมของเราสำหรับการสนทนาทางเทคนิค แล้วพบกันใหม่กับการออกแบบ SMPS ที่น่าสนใจจนกว่าจะถึงเวลาลงชื่อ….