110V, 14V, 5V SMPS-Schaltung - Detaillierte Diagramme mit Abbildungen

In diesem Beitrag erfahren Sie, wie Sie den IC L6565 anwenden, um eine kompakte Mehrzweck-SMPS-Schaltung mit 110 V, 14 V und 5 V unter Verwendung einer minimalen Anzahl externer Komponenten herzustellen.

Implementierung eines quasi-resonanten ZVS-Flybacks

Der IC L6565 von ST Microelectronics ist als primärer Controller-Chip im Strommodus konzipiert, der speziell für quasi-resonante ZVS geeignet ist Flyback-Konverter Anwendungen. Die quasi-resonante Implementierung wird durch Entmagnetisierung eines Transformatorerfassungseingangs erreicht, der zum Einschalten eines angeschlossenen Leistungsmosfets verwendet wird.

Während des Betriebs dieses IC in einem Wandler werden die Schwankungen der Leistungskapazität des Wandlers durch eine durch die Netzspannung erfasste Leitungsvorwärtsstufenstufe kompensiert.

Schaltplan

Immer wenn die angeschlossene Last minimal ist oder fehlt, zeigt der IC eine einzigartige Funktion an, die die Betriebsfrequenz des Wandlers automatisch senkt und dennoch den Betrieb so weit wie möglich um das ZVS-Niveau herum sicherstellt.

Konverter, die den IC L6565 verwenden, ermöglichen nicht nur einen geringen Verbrauch des Designs durch einen niedrigen Anlaufstrom und einen anhaltend niedrigen Ruhestrom, das System stellt auch sicher, dass er perfekt den Anforderungen entspricht SMPS-Richtlinien für Blauer Engel und Energy Star .

Zusätzlich zu den oben erläuterten Merkmalen enthält der Chip auch eine konfigurierbare automatische Deaktivierungsfunktion, eine eingebaute Stromerfassungs- und Abschaltfunktion sowie einen genauen Referenzspannungseingang zur Ausführung grundlegender Regelungsfunktionen und einen idealen zweistufigen Überlastschutz.

So funktioniert dieses 110V / 14V / 5V SMPS:

In quasi-resonanten SMPS-Schaltungen wird der Betrieb durch Synchronisieren der Einschaltfrequenz des Mosfets mit der Entmagnetisierungsfrequenz des Transformators implementiert, was im Allgemeinen durch Erfassen der fallenden Flanke oder der negativen Flanke der relevanten Wicklungsspannung des Transformators erreicht wird.

Das obige Verfahren wird vom IC L6565 sehr einfach über eine ausschließlich bezeichnete Pinbelegung und unter Verwendung nur eines einzigen Widerstands ausgeführt.

Diese Operation aktiviert die Betriebsfunktion für Spannung und Strom mit variabler Frequenz (als Reaktion auf eine Änderung der Eingangsspannungsstromsituationen).

Die Schaltung ist so ausgelegt, dass sie ungefähr im DCM-Betriebsmodus (Discontinuous Conduction Mode) und im CCM-Betriebsmodus (Continuous Conduction Mode) des Transformators läuft, der mit einem selbstoszillierenden Drosselkonverter oder RCC-Wandler verglichen werden kann.

Der Pin # 8, der die Vcc des IC ist, erhält eine Betriebsversorgungsspannung von einem externen Reglernetzwerk, das intern eine 7-V-Schiene einstellt, und diese Spannung hilft dabei, die gesamte Funktionalität des IC und für alle damit verbundenen spezifizierten Ausführungen auszuführen seine verbleibenden Pinbelegungen.

Der IC enthält eine eingebaute Bandlückenschaltung, die die Erzeugung einer genauen 2,5-V-Referenzspannung ermöglicht, um eine verbesserte Regelung des Regelkreises mit primärer Rückkopplungsfunktionalität sicherzustellen.

Sie finden auch eine Unterspannungssperre oder einen UVLO-Komparator mit Hysterese im Design, mit dem der Chip abgeschaltet werden kann, falls der Vcc unter eine bestimmte Spannungsgrenze fällt.

Eine im IC integrierte Nullstrom-Erfassungsstufe übernimmt die Verantwortung oder schaltet den externen Leistungs-Mosfet als Reaktion auf jeden negativen Impuls unter dem 1,6-V-Pegel, der dieser relevanten Pinbelegung mit der Bezeichnung ZCD (Pin 5) zugeführt wird.

Unter Berücksichtigung des Störfestigkeitsfaktors und um ihn effektiv zu steuern, muss der zugehörige Auslöseblock aktiviert werden, bevor Pin 5 unter 1,6 V fallen darf, indem an dieser Pinbelegung + 2,1 V aktiviert werden.

Dieser Prozess hilft bei der Erfassung der für den Quasi-Resonanat-Betrieb erforderlichen Entmagnetisierung des Transformators, bei der die Hilfswicklung des Transformators zusätzlich zur IC-Versorgung das erforderliche Signal an den ZCD-Eingang liefert.

In einem alternativen Verfahren, bei dem die Mosfets möglicherweise im PWM-Modus anstatt im Quasi-Resonanat-Modus laufen sollen, kann der obige Prozess zum Synchronisieren des Mosfet-Schalters als Reaktion auf negative Impulse von einer externen Quelle verwendet werden.

Option zum Herunterfahren

In solchen Fällen muss der Auslöseblock kurzzeitig abgeschaltet werden, sobald der Mosfet ausgeschaltet wird. Dies hilft, einige Ziele zu erreichen:

1) Um sicherzustellen, dass die negativen Kantenimpulse nach der Entmagnetisierung der Streuinduktivität nicht versehentlich die ZCD-Schaltungsstufe auslösen, und
2) Bestätigung der als Frequenz-Foldback bezeichneten Funktion.

Um den externen Mosfet beim Start zu initiieren, habe ich eine interne Starterstufe verwendet, die es der Treiberstufe ermöglicht, einen Auslöseimpuls zum Mosfet-Gate auszuführen. Dies wird aufgrund des Fehlens eines Initialisierungssignals für den Mosfet vom ZCD-Pin erforderlich .

Um die externe Komponente, die mit der Hilfswicklung oder einem möglichen externen Takt verbunden ist, auf ein Minimum zu beschränken, wird die Spannung am ZCD-Pin durch eine Doppelklemmung aktiviert.

Die obere Klemmspannung ist fest auf 5,2 V eingestellt, während das untere Klemmpotential bei einer VBE über dem Boden liegt.

Dies ermöglicht die Konfiguration der Schnittstelle unter Verwendung eines einzigen externen Widerstands zur Begrenzung des Bezugsstroms, der außerdem durch die entsprechende Pinbelegung gemäß den für die internen Klemmspannungen festgelegten Werten überbrückt wird.

Weitere Informationen zu den zusätzlichen internen Stufen dieser SMPS-Schaltung mit 110 V, 14 V und 5 V finden Sie in der Originaldatenblatt von L6565

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