Coolset – це високовольтний силовий польовий транзистор, виконаний за технологією CoolMos, і схема аналогового і цифрового контролю в єдиному корпусі. Мікросхема використовується для побудови гальванічно розв’язаного, регульованого перетворювача напруги з усім комплексом необхідних захистів (захист по струму, захист від перегріву, захист від зниженої і підвищеної напруги живлення). При цьому потрібно мінімум зовнішніх компонентів. Робоча частота схеми 67 і 100 кГц. Схема Coolset може застосовуватися як для DC / DC так і для AC / DC перетворювачів напруги потужністю до 120 Вт при змінному (50 Гц) вхідному напрузі 85 … 265 В або до 240 Вт при напрузі 195 … 265 В. Робота від нижчого вхідної напруги можлива при зниженні потужності джерела живлення. Схема обратноходового перетворювача напруги з використанням Coolset представлена ​​на рис. 47.

Рис. 47. Схема AC / DC джерела живлення на основі CoolSet.

Для побудови джерела живлення за схемою, показаної на рис. 47, необхідно в першу чергу вирішити наступні питання:

• Визначити основні параметри джерела живлення.

• Підібрати ІС CoolSet, найбільш підходящу для вирішення поставленого завдання.

• Для вибраної ІС CoolSet спроектувати силовий трансформатор.

• Розрахувати інші (див. рис. 47) елементи схеми.

Визначення основних параметрів UACmax,

udr,., F, ft, U, Р, 11-Uirt :

ACmiirJ мережі7 J А7 вих7 вих7 1 ACmax

U. .. . – Максимальне і мінімальне се-

ACmin

тевое вхідна напруга, відповідно; f

^                                                                                                                                                                          J мережі

– Частота мережі 50 або 60 Гц; [до – Комутаційна робоча частота перетворення; U, Р – вихід-

1                                                                                                         1 1                                                                                     7 вих7 вих

ве напруга і вихідна потужність; г | – коефіцієнт корисної дії. Для CoolSet можливі кілька варіантів вхідного напруги:

195 … 265 В, і універсальний вхід 85 … 265 В.

Вибір ІС CoolSet зводиться до вибору з таблиці («Мікросхеми управління AC / DC джерелом живлення з вбудованим ключем CoolSet Infineon») виходячи з рекомендацій вихідної потужності (при заданому вхідному діапазоні напружень). Якщо необхідно підвищити ефективність перетворювача

– Вибирається прилад з меншим опором R ™ ключа.

DSon

Визначення вхідних ємності СИк, Мінімального постійного вхідної напруги Umhi і коефіцієнта пульсацій. Вхідна ємність СИк фільтрує пульсації 100 … 120 Гц. Значення вхідний ємності впливає на мінімальне вхідний постійна напруга і на коефіцієнт пульсацій. В середньому, при вхідній напрузі ~ 230 В +15% необхідно забезпечити 1 мкФ на 1 Вт, при вхідній напрузі ~ 115 В +15% – 2 мкФ на 1 Вт вихідної потужності. Значення U для заданої Зь ш:

Резистор

(Включений послідовно з оптопарою) обмежує максимальний струм через LMV431.

Резистор(Включений

паралельно оптопаре і R3) задає початковий струм через LMY431.

Коефіцієнт передачі підсилювача сигналу помилки і оптопари дорівнює

Коефіцієнт передачі дільника дорівнює Коефіцієнт нестабільності дорівнює

де– Коефіцієнт пере

дачі по змінному струму LMV431.

Коефіцієнт передачі KLMY431 задається, виходячи з необхідної нестабільності. Також від петлі зворотного зв’язку потрібен певний швидкодія, гранична частота посилення LMY431

обчислюється як, І вибирається по

графіком, залежно від розрахованого коефіцієнта передачі.

Ланцюг Cl, R5 компенсує нахил АЧХ петлі зворотного зв’язку:

Вибір вхідного діодного моста. Максимально допустима напруга, яку повинен витримувати діодний міст:

Допустимий струм, Де ф –

коефіцієнт потужності = 0.5 … 0.7

Рекомендації з проектування трансформатора. Втрати, викликані впливом паразитних ефектів, складаються з:

• втрат в снаббере, пов’язаних з індуктивністю розсіювання Р1 ~ Р LLK.

1вих

• втрат, пов’язаних з межобмоточной і меж-виткової ємністю P2 ~ 2C (Uin-Uout)A2*fk.

Р = Р1 + Р2

Втрати, пов’язані з межвітковой і межобмоточной ємністю, проявляються у вигляді додаткової потужності, яка виділяється на транзисторі (ПС CoolSet, Topswich, Viper).

Втрати, пов’язані з індуктивністю розсіювання, виділяються у вигляді тепла в демпфирующей схемою (снаббере).

1. Необхідно домагатися зниження індуктивності розсіювання трансформатора! Це досягається за рахунок поліпшення магнітної зв’язку між первинною і вторинної обмотками. Наприклад, можна розбити первинну і вторинну обмотки на кілька частин і намотування виконати з чергуванням: «первинна-вторинна-первинна». Переважно ці частини обмоток з’єднувати послідовно! (Внаслідок того, що в різних шарах намотування через різну магнітної зв’язку, ЕРС буде трохи відрізнятися, можуть виникнути додаткові втрати у вигляді додаткового нагрівання в проводі).

2. Необхідно домагатися зниження межвітковой і межобмоточной ємності трансформатора! Міжвиткова ємність зменшується шляхом правильного укладання дроти. Межобмоточная ємність зменшується за рахунок збільшення товщини ізоляції, зменшення площі намотування і правильного виведення початку і кінця обмотки.

Пункти «1» і «2» суперечать один одному! При зменшенні індуктивності розсіювання внаслідок поліпшення магнітної зв’язку обмоток збільшується паразитна ємність! Необхідно взаємно оптимізувати індуктивність розсіювання трансформатора і паразитне ємність. Оптимізація проводиться в кожному конкретному випадку залежно від потужності імпульсного джерела живлення (ПІП).

У випадку, коли мікросхема управління, інтегрована з ключем, виконана в корпусі DIP або SOIC (потужність ІІП <50 … 60 Вт) і потужність розсіювання мікросхеми <1 Вт, необхідно знижувати Р2 (втрати, пов’язані з паразитними ємностями)! Тобто зменшувати паразитні ємності.

У випадку, коли мікросхема управління, інтегрована з ключем, виконана в корпусі Т0220, Т0247 (потужність ІІП> 50 … 60 Вт) і потужність розсіювання цієї мікросхеми (досить велика) визначається характеристиками радіатора, необхідно знижувати Р1 (втрати, пов’язані з індуктивністю розсіювання)! Тобто зменшувати індуктивність розсіювання.

Джерело: КОМПОНЕНТИ ДЛЯ ПОБУДОВИ ДЖЕРЕЛ ЖИВЛЕННЯ, ГРУПА КОМПАНІЙ Симметрон