Como modificar o SMPS para tensão ajustável e saída de corrente »WikiUtil

Este artigo discute um método pelo qual qualquer SMPS pronto para uso pode ser convertido em um circuito de corrente variável usando alguns links de ponte externos.

Em um dos artigos anteriores, aprendemos como criar um circuito SMPS de tensão variável usando um único estágio de reguladores de derivação. Neste truque, também usamos o mesmo estágio de circuito para implementar uma característica de saída de corrente variável.

O que é SMPS?

SMPS significa Switch-Mode-Power-Supply, que usa um conversor de comutação baseado em ferrite de alta frequência para converter AC 220V em DC. O uso de um transformador de ferrite de alta frequência torna o sistema altamente eficiente em termos de compacidade, perda de energia e custo.

O conceito SMPS de hoje substituiu quase completamente os transformadores tradicionais de núcleo de ferro e transformou essas unidades em uma alternativa muito mais compacta, leve e eficiente ao adaptador de energia.

No entanto, como as unidades SMPS geralmente estão disponíveis como módulos de tensão fixa, é muito difícil obter uma tensão preferida com base nas necessidades da aplicação do usuário.


Por exemplo, para carregar uma bateria de 12V, pode ser necessária uma tensão de saída de cerca de 14,5V, mas esse valor é bastante estranho e não padronizado, tornando extremamente difícil obter um Qualificado para SMPS com estas especificações no mercado.

Embora os circuitos SMPS variáveis ​​possam ser encontrados no mercado, eles podem ser mais caros do que as variantes comuns de tensão fixa, portanto, encontrar um método para transformar um SMPS de tensão fixa existente em um tipo variável parece mais interessante e desejável.

Ao fazer uma pequena pesquisa sobre o conceito, eu consegui encontrar um método muito simples para implementá-lo, vamos aprender como fazer essa modificação.

Você encontrará um popular SMPS 12V 1amp circuit no meu blog, ele realmente tem uma função de tensão variável embutida.

A função do acoplador óptico no SMPS

No post acima, discutimos como um acoplador óptico desempenhou um papel importante no fornecimento da função de saída constante crucial para qualquer SMPS.

A função do acoplador óptico pode ser entendida com a seguinte breve explicação:

O acoplador óptico possui um circuito embutido de LED / foto-transistor, este dispositivo é integrado ao estágio de saída SMPS de forma que, quando a saída tende a subir acima do limite inseguro, o LED dentro do opto acende forçando o fototransistor a dirigir.

O fototransistor, por sua vez, é configurado em um ponto sensível “desligado” do estágio do controlador SMPS, onde a condução do fototransistor força o estágio de entrada a fechar.


A condição acima faz com que a saída SMPS seja desligada instantaneamente, no entanto, no momento em que essa comutação é iniciada, ela corrige e restaura a saída para a zona segura e o LED dentro do opto se apaga, o que novamente liga o estágio de entrada do SMPS.

Esta operação continua a ciclo rápido de ligar para desligar e vice-versa, garantindo uma tensão constante na saída.

Corrente ajustável Modificação SMPS

Para obter uma função de controle atual em qualquer SMPS, procuramos novamente a ajuda do acoplador óptico.

Implementamos uma modificação simples usando uma configuração de transistor BC547, como mostrado abaixo:

Em referência ao projeto acima, temos uma idéia clara de como modificar ou criar um circuito controlador SMPS de corrente variável.

O acoplador óptico (indicado pelo quadrado vermelho) estará presente por padrão em todos os módulos SMPS e, assumindo que o TL431 não está presente, teremos que definir todas as configurações associadas ao LED do acoplador óptico.

Se o estágio TL431 já faz parte do circuito SMPS, nesse caso, precisamos considerar apenas a integração do estágio BC547, que se torna o único responsável pelo controle de corrente proposto para o circuito.

O BC547 pode ser conectado ao seu coletor / emissor através do cátodo / ânodo do IC TL431, e a base do BC547 pode ser conectada à saída (-) do SMPS através de um grupo de resistores selecionáveis ​​Ra, Rb, Rc, Rd.

Esses resistores localizados entre a base e o emissor do transistor BC547 começam a funcionar como sensores de corrente para o circuito.

Estes são calculados adequadamente para que, alterando a conexão da ponte através dos contatos relevantes, diferentes limites de corrente sejam introduzidos na linha.

Quando a corrente tende a aumentar além do limite definido como determinado pelos valores correspondentes do resistor, uma diferença de potencial se desenvolve através da base / emissor BC547 que se torna suficiente para ligar o transistor, encurtando o TL431 IC entre o opto LEd e a terra.


A ação acima ilumina instantaneamente o LED no opto, enviando um sinal de “falha” para o lado de entrada do SMPS através do transistor de foto embutido no opto.

A condição tenta imediatamente executar um desligamento no lado da saída, o que impede o BC547 de dirigir e a situação varia de LIGADA para DESLIGADA e LIGADA rapidamente, garantindo que a corrente nunca exceda o limite predeterminado.

Os resistores Ra … Rd podem ser calculados usando a seguinte fórmula:

R = 0,7 / limiar de corte de energia

Por exemplo, suponha que desejemos conectar um LED à saída com uma classificação atual de 1 amp.

Podemos definir o valor da resistência correspondente (selecionada pela ponte) como:

R = 0,7 / 1 = 0,7 ohms

A potência do resistor pode ser obtida simplesmente multiplicando as variantes, ou seja, 0,7 x 1 = 0,7 watts ou simplesmente 1 watt.

A resistência calculada garante que a corrente de saída para o LED nunca ultrapasse a marca de 1 amp, protegendo o LED contra danos; outros valores para os resistores restantes podem ser calculados adequadamente para obter a opção de corrente variável desejada no módulo SMPS.

Modificando um SMPS fixo em SMPS de tensão variável

A postagem a seguir tenta determinar um método pelo qual qualquer SMPS pode ser convertido em uma fonte de alimentação variável para atingir qualquer nível de tensão desejado de 0 a máximo.

O que é o regulador de derivação?

Descobrimos que ele emprega um estágio de circuito regulador de derivação para executar a característica de tensão variável no projeto.

Outro aspecto interessante é que esse dispositivo de regulação de derivação implementa a função que regula a entrada do acoplador óptico do circuito.

Agora, como um estágio de acoplamento óptico de feedback é invariavelmente usado em todos os circuitos SMPS, a introdução de um regulador de desvio pode facilmente transformar um SMPS fixo em uma contraparte variável.

De fato, você também pode criar um circuito SMPS variável usando o mesmo princípio explicado acima.

Você pode aprender mais sobre O que é um regulador de derivação e como ele funciona?.

Procedimentos:

Referindo-se ao exemplo de circuito a seguir, podemos encontrar a localização exata do regulador de derivação e seus detalhes de configuração:

Veja o lado inferior direito do diagrama marcado com linhas pontilhadas vermelhas, mostra a seção variável do circuito que nos interessa. Esta seção é responsável pelas ações planejadas de regulação de tensão.

Aqui, o resistor R6 pode ser substituído por um pote de 22K para tornar o projeto variável.

A expansão desta seção fornece uma visão melhor dos detalhes envolvidos:

Identificando o acoplador óptico

Se você possui um circuito SMPS de tensão fixa, abra-o e procure o acoplador óptico no projeto, ele seria localizado principalmente ao redor do transformador central de ferrite, como você pode ver na figura a seguir:

Depois de encontrar o acoplador óptico, limpe-o removendo todas as peças associadas no lado de saída do opto, ou seja, através dos pinos que podem estar na direção do lado de saída do PCB SMPS.

E conecte ou integre esses pinos ópticos ao circuito montado usando o TL431, mostrado no diagrama acima.

Você pode montar a seção TL431 em um pequeno pedaço de PCB de uso geral e colá-lo na placa SMPS principal.

Se o seu circuito SMPS não tiver uma bobina do filtro de saída, você pode simplesmente encurtar os dois pontos positivos do circuito TL431 e ligar a terminação ao cátodo do diodo de saída SMPS.

No entanto, suponha que o seu SMPS já inclua o circuito TL431 com o acoplador óptico e encontre a posição do resistor R6 e substitua-o por um pote (veja a localização de R6 no primeiro diagrama acima).

Certifique-se de adicionar um resistor de 220 ou 470 ohm em série com o POT; caso contrário, definir o pote para o nível mais alto pode danificar instantaneamente o dispositivo de derivação TL431.

É isso, agora você sabe exatamente como converter ou criar um circuito SMPS de tensão variável usando as etapas explicadas acima.

ATUALIZAR

A imagem a seguir mostra talvez a maneira mais fácil de personalizar um circuito SMPS para obter características variáveis ​​de tensão e corrente. Veja como os potes ou predefinições devem ser configurados no acoplador óptico para obter os resultados desejados:

Se você tiver mais perguntas sobre o design ou a explicação, sinta-se à vontade para comentar.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

Status (Não Revisado)

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