Hoe SMPS te wijzigen voor instelbare stroom- en spanningsuitgang

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Dit artikel bespreekt een methode waarmee elke kant-en-klare SMPS kan worden omgezet in een smps-circuit met variabele stroom met behulp van een paar externe jumperlinks.

In een van de vorige artikelen hebben we geleerd hoe we een SMPS-circuit met variabele spanning kunnen maken door een eenvoudige shuntregelaarstrap te gebruiken, in de huidige hack gebruiken we ook dezelfde circuitstap voor het implementeren van een variabele stroomuitgangsfunctie.



Wat is SMPS

SMPS staat voor Switch-Mode-Power-Supply, dat een hoogfrequente op ferriet gebaseerde schakelomvormer gebruikt voor het omzetten van AC 220V naar DC. Het gebruik van een hoge frequentie ferriet transformator maakt het systeem zeer efficiënt in termen van compactheid, vermogensverlies en kosten.

Het SMPS-concept heeft vandaag de traditionele ijzeren kerntransformatoren bijna volledig vervangen en heeft deze eenheden omgevormd tot een veel compact, lichtgewicht en efficiënt alternatief voor stroomadapters.



Omdat SMPS-eenheden echter algemeen verkrijgbaar zijn als modules met vaste spanning, wordt het bereiken van een voorkeursspanning volgens de toepassingsbehoeften van de gebruiker behoorlijk moeilijk.

Voor het opladen van een 12V-batterij kan bijvoorbeeld een uitgangsspanning van ongeveer 14,5V nodig zijn, maar omdat deze waarde nogal vreemd en niet-standaard is, kunnen we het buitengewoon moeilijk vinden om een SMPS beoordeeld met deze specificaties op de markt.

Hoewel variabele SMPS-circuits op de markt te vinden zijn, kunnen deze duurder zijn dan de gewone varianten met vaste spanning, daarom lijkt het interessanter en wenselijker om een ​​methode te vinden om een ​​bestaande SMPS met vaste spanning om te zetten in een variabel type.

Door het concept een beetje te onderzoeken, was ik in staat om een ​​zeer eenvoudige methode te vinden om hetzelfde te implementeren, laten we leren hoe we deze wijziging kunnen uitvoeren.

Je zult er een populair vinden 12V 1amp SMPS-circuit in mijn blog die eigenlijk een ingebouwde variabele spanningsfunctie heeft.

De functie van opto-coupler in SMPS

In het bovenstaande gekoppelde bericht hebben we besproken hoe een optokoppeling een belangrijke rol speelde bij het leveren van de cruciale constante outputfunctie voor elke SMPS.

De functie van de optokoppeling kan worden begrepen met de volgende korte uitleg:

De optokoppelaar heeft een ingebouwd LED / fototransistorcircuit, dit apparaat is geïntegreerd met de SMPS-uitgangstrap zodat wanneer de uitgang de neiging heeft om boven de onveilige drempel uit te komen, de LED in de opto gaat branden en de fototransistor dwingt te geleiden.

De fototransistor is op zijn beurt geconfigureerd over een gevoelig 'uitschakelpunt' van de SMPS-drivertrap waarin de geleiding van de fototransistor de ingangstrap dwingt uit te schakelen.

De bovenstaande voorwaarde heeft tot gevolg dat de SMPS-uitgang ook onmiddellijk wordt uitgeschakeld, maar op het moment dat deze omschakeling begint, wordt de uitgang gecorrigeerd en hersteld naar de veilige zone en wordt de LED in de opto gedeactiveerd die de ingangstrap van de SMPS weer AAN schakelt.

Deze handeling wisselt snel van Aan naar UIT en vice versa en zorgt voor een constante spanning aan de uitgang.

Instelbare stroom SMPS-wijziging

Om een ​​actuele besturingsfunctie binnen elke SMPS te bereiken, zoeken we opnieuw de hulp van de optokoppeling.

We implementeren een eenvoudige wijziging met behulp van een BC547-transistorconfiguratie, zoals hieronder weergegeven:

Verwijzend naar het bovenstaande ontwerp, krijgen we een duidelijk idee over hoe we een SMPS-stuurcircuit met variabele stroom kunnen wijzigen of maken.

De optokoppeling (aangegeven door een rood vierkant) is standaard aanwezig voor alle SMPS-modules, en ervan uitgaande dat de TL431 niet aanwezig is, moeten we mogelijk de volledige configuratie configureren die is gekoppeld aan de optokoppelaar-LED.

Als de TL431-trap al deel uitmaakt van het SMPS-circuit, moeten we in dat geval alleen overwegen om de BC547-trap te integreren die als enige verantwoordelijk wordt voor de voorgestelde stroomregeling van het circuit.

De BC547 is verbonden met zijn collector / emitter over de kathode / anode van de TL431 IC, en de basis van de BC547 is verbonden met de uitgang (-) van de SMPS via een groep selecteerbare weerstanden Ra, Rb, Rc, Rd .

Deze weerstanden die zich tussen de basis en de emitter van de BC547-transistor bevinden, beginnen te werken als stroomsensoren voor het circuit.

Deze worden op de juiste manier berekend, zodat door het verschuiven van de jumperverbinding over de relevante contacten, verschillende stroomlimieten in de lijn worden geïntroduceerd.

Wanneer de stroom de neiging heeft om boven de ingestelde drempel te stijgen, zoals bepaald door de waarden van de overeenkomstige weerstanden, wordt een potentiaalverschil ontwikkeld over de basis / emitter van de BC547 dat voldoende wordt om de transistor in te schakelen, waardoor de TL431 IC wordt kortgesloten tussen de opto LEd en gemalen.

Door de bovenstaande actie gaat de LED van de opto onmiddellijk branden en wordt een 'fout'-signaal naar de ingangszijde van de SMPS gestuurd via de ingebouwde fototransistor van de opto.

De toestand probeert onmiddellijk een uitschakeling aan de uitgangszijde uit te voeren, waardoor de BC547 op zijn beurt stopt met geleiden en de situatie snel fluctueert van AAN naar UIT en AAN, zodat de stroom nooit de vooraf bepaalde drempel overschrijdt.

De weerstanden Ra ... Rd kunnen worden berekend met behulp van de volgende formule:

R = 0,7 / uitschakelstroomdrempel

Stel dat we bijvoorbeeld een LED aan de uitgang willen aansluiten met een stroomsterkte van 1 ampère.

We kunnen de waarde van de bijbehorende weerstand (geselecteerd door de jumper) instellen als:

R = 0,7 / 1 = 0,7 ohm

Het wattage van de weerstand kan eenvoudig worden verkregen door de varianten te vermenigvuldigen, d.w.z. 0,7 x 1 = 0,7 watt of gewoon 1 watt.

De berekende weerstand zorgt ervoor dat de uitgangsstroom naar de LED nooit de 1 ampère-markering overschrijdt, waardoor de LED wordt beschermd tegen beschadiging, andere waarden voor de resterende weerstanden kunnen op de juiste manier worden berekend om de gewenste variabele stroomoptie in de SMPS-module te krijgen.

Een vaste SMPS wijzigen in SMPS met variabele spanning

Dit volgende bericht probeert een methode te bepalen waarmee van elke SMPS een variabele voeding kan worden gemaakt om elk gewenst spanningsniveau van 0 tot maximaal te bereiken.

Wat is een shuntregelaar

We vinden dat het een circuitstap van een shuntregelaar gebruikt voor het uitvoeren van de variabele spanningsfunctie in het ontwerp.

Een ander interessant aspect is dat deze shuntregelaar de functie implementeert door de ingang van de optokoppeling van het circuit te regelen.

Aangezien een opto-koppeltrap met terugkoppeling steevast wordt gebruikt in alle SMPS-circuits, kan men door de introductie van een shuntregelaar gemakkelijk een vaste SMPS omzetten in een variabele tegenhanger.

In feite kan men ook een variabel SMPS-circuit maken volgens hetzelfde principe als hierboven uitgelegd.

Misschien wilt u er meer over weten wat is een shuntregelaar en hoe het werkt ​

Procedures:

Verwijzend naar het volgende voorbeeldcircuit, kunnen we de exacte locatie van de shuntregelaar en de configuratiedetails vinden:

Zie de rechteronderkant van het diagram gemarkeerd met rode stippellijnen, het toont het variabele gedeelte van het circuit waarin we geïnteresseerd zijn. Dit gedeelte wordt verantwoordelijk voor de beoogde spanningsregelingsacties.

Hier kan de weerstand R6 worden vervangen door een 22K pot om de ontwerpvariabele te maken.

Als u dit gedeelte vergroot, krijgt u een beter zicht op de betrokken details:

Identificatie van de optocoupler

Als je een SMPS-circuit met vast voltage hebt, open het dan en kijk uit naar de optocoupler in het ontwerp, deze bevindt zich meestal net rond de centrale ferriettransformator, zoals te zien is in de volgende afbeelding:

Zodra u de optokoppeling heeft gevonden, reinigt u deze door alle onderdelen te verwijderen die aan de uitgangszijde van de opto zijn gekoppeld, d.w.z. over de pinnen die naar de uitgangszijde van de SMPS-printplaat kunnen zijn gericht.

En verbind of integreer deze pinnen van de opto met het geassembleerde circuit met behulp van de TL431, weergegeven in het vorige diagram.

U kunt de TL431-sectie op een klein stukje algemene printplaat monteren en deze op het hoofd SMPS-bord lijmen.

Als uw SMPS-circuit geen uitgangsfilterspoel heeft, kunt u eenvoudig de twee positieven van het TL431-circuit kortsluiten en de afsluiting verbinden met de kathode van de SMPS-uitgangsdiode.

Stel echter dat uw SMPS al het TL431-circuit met de optokoppeling bevat, zoek dan eenvoudig de positie van de R6-weerstand en vervang deze door een pot (zie R6-locatie in het eerste diagram hierboven).

Vergeet niet om een ​​weerstand van 220 ohm of 470 ohm toe te voegen in serie met de POT, anders kan het aanpassen van de pot naar het hoogste niveau het TL431-shuntapparaat onmiddellijk beschadigen.

Dat is alles, nu weet u precies hoe u een SMPS-circuit met variabele spanning moet converteren of maken met behulp van de hierboven beschreven stappen.

BIJWERKEN

De volgende afbeelding toont misschien wel de gemakkelijkste manier om een ​​SMPS-circuit aan te passen om variabele spannings- en stroomfuncties te krijgen. Kijk hoe de potten of presets over de opto-coupler moeten worden geconfigureerd om de beoogde resultaten te krijgen:

Als u nog twijfels heeft over het ontwerp of de uitleg, kunt u dit kenbaar maken via uw opmerkingen.




Een paar: Hoe maak je een ultrasoon afstandsbedieningscircuit Volgende: Trolleycircuit met afstandsbediening zonder microcontroller