Источник питания обратноходовой схемы 24 В, 3 А с открытым исходным кодом на базе UC3842 с расчётом параметров трансформатора

Практика проектов Открытый проект
, , ,
1

Открытие проекта широкодиапазонного импульсного источника питания с входным напряжением, выходом 24В 3А по схеме обратного хода. Этот 72-ваттный дизайн достигает пиковой эффективности 87,4% и основан на контроллере UC3842 с синхронным выпрямлением (UCC24612-1DB). Включает полный расчетный процесс параметров цепи и трансформатора, схемы, PCB, модели симуляции PSIM, спецификации на производство трансформаторов и т.д.

Предисловие

:round_pushpin:Это мой первый опыт проектирования импульсного источника питания по схеме обратного хода. Приветствуются любые отзывы или предложения по улучшению от экспертов.

  • Расчет параметров и выбор компонентов импульсного источника питания, расчет и намотка трансформатора обратного хода: https://blog.zeruns.com/archives/909.html
  • Анализ, сравнение и выбор магнитных компонентов/материалов сердечников/конструкций сердечников: https://blog.zeruns.com/archives/897.html

:rocket:Кстати, я сейчас ищу работу. Если работодатели в Гуанчжоу, Фошане или Шэньчжэне ищут сотрудника, пожалуйста, рассмотрите мою кандидатуру. Вы можете ознакомиться с моими проектами на моей странице OSHWHub: https://oshwhub.com/zeruns/works

Видеообзор проекта и процесса проектирования: https://www.bilibili.com/video/BV1ES4GzQE19/

Ссылка на открытый проект на OSHWHub: https://oshwhub.com/zeruns/24v3a-Flyback-Power-Supply-uc384x

Группа по обсуждению электроники/МК в QQ: 2169025065

Ссылки для загрузки в конце статьи!

Предупреждение: Сборка импульсных источников питания может быть опасной. Я не гарантирую правильность схем, параметров или формул в данном проекте. Вы несете полную ответственность за все возможные риски при воспроизведении или использовании этого проекта.

Ориентировочная средняя стоимость мелкосерийного производства (20 единиц) около 25 юаней (без учета PCB и трансформатора, на основе цен компонентов с LCSC Mall). С учетом PCB и трансформатора общая стоимость не должна превышать 50 юаней.

Параметры проектирования

Параметр Значение
Номинальное входное напряжение V_{acnom} 220В переменного тока
Минимальное входное напряжение V_{acmin} 85В переменного тока
Максимальное входное напряжение V_{acmax} 265В переменного тока
Частота сети f_L 50Гц
Выходное напряжение V_{out} 24В
Выходной ток I_{out} 3А
Рабочая частота f_s 150кГц
Целевая эффективность η 85%

Размеры PCB: 100x55 мм

Спецификация PCB: двухслойная плата, верхний слой для выводных компонентов, нижний слой для SMD компонентов.

Фотографии устройства

На изображении ниже показана вторая версия.

5760×4320 846 KB

На изображении ниже показана первая версия, в которой были некоторые проблемы и склонность к выходу из строя MOSFET-транзисторов. Эти проблемы были исправлены во второй версии, показанной выше.

5760×4320 2.01 MB

Высокочастотный трансформатор:

5997×3320 699 KB

5760×4320 753 KB

Тестирование работы и измерение производительности

Первое включение

Для первого включения подключите последовательно лампочку, чтобы предотвратить выход из строя всех компонентов в случае короткого замыкания. Тест подтвердил нормальную работу с выходным напряжением 24,1В (на изображении ниже тест с нагрузкой 0,9А).

Назначение последовательной лампочки: использование ее защитного эффекта ограничения тока. В нормальных условиях сопротивление лампочки низкое, вызывая небольшое падение напряжения, поэтому она слабо светится или выключена, не влияя на тестирование источника питания. Если внутри источника питания происходит короткое замыкание, ток в цепи резко возрастет. Лампочка с фиксированным сопротивлением упадет большую часть напряжения, ограничивая чрезмерный ток и предотвращая выход из строя компонентов источника питания из-за высокого тока, обеспечивая защиту.

Розетка для обслуживания и защиты импульсного источника питания: [https://s.click.taobao.com/OiMyz3q](https://s.click.taobao.com/t?e=m%3D2%26s%3DvfMAgTUnD1Bw4vFB6t2Z2ueEDrYVVa64g3vZOarmkFi53hKxp7mNFuhCZFSw9yq2vj8eDM%2F%2Bop70JlhLk0Jl4QTquP0kWxBLBDnv

Рекомендуется приобретать компоненты на LCSC: https://activity.szlcsc.com/invite/D03E5B9CEAAE70A4.html

Нажатие кнопки "Order Now" в разделе BOM на открытой ссылке LCSC позволит импортировать все необходимые компоненты в корзину одним щелчком мыши.

Схема

2062×1455 525 KB

Печатная плата (PCB)

Верхний слой

1668×948 330 KB

Нижний слой

1692×953 343 KB

Ссылки для загрузки

Ссылки ниже содержат: проектные файлы JLCEDA, PDF-файл схемы, файлы Gerber для производства печатных плат, инструмент проектирования SMPS SMPSKit, таблицу расчета обратноходового трансформатора (Mathcad), диаграмму шелкографии, спецификацию трансформатора, технические описания различных микросхем, модели симуляции PSIM, код Matlab для построения диаграммы Боде и другие справочные материалы и документы. (Некоторые материалы собраны из интернета)

Если вы нашли это полезным, вы можете поддержать меня, сделав пожертвование через ссылку 123 Cloud Drive выше. Если вы читаете это в WeChat (Официальный аккаунт: zeruns-gzh), вы также можете нажать кнопку "Понравилось автору" внизу статьи. Спасибо.

Рекомендуемые открытые проекты

  • Открытый трехфазный измеритель мощности для удобного мониторинга домашней энергетики: https://blog.zeruns.com/archives/771.html
  • Открытый источник питания с синхронным выпрямлением на базе STM32: https://blog.zeruns.com/archives/791.html
  • LM25118 Автоматический повышающе-понижающий регулируемый модуль питания: https://blog.zeruns.com/archives/727.html
  • Открытый интеллектуальный электронный нагрузочный модуль на базе CH32V307, созданный для встроенной олимпиады: https://blog.zeruns.com/archives/785.html
  • EG1151 Модуль питания с синхронным выпрямлением и регулируемым повышающе-понижающим преобразователем высокой мощности (поддерживает вход быстрой зарядки Type-C PD): https://blog.zeruns.com/archives/794.html
  • Открытый модуль быстрой зарядки 140Вт+65Вт с поддержкой PD3.1 (2 порта Type-C + 1 порт Type-A), IP6557+IP6538, настольный зарядное устройство 205Вт: https://blog.zeruns.com/archives/801.html
  • Открытый хаб Type-C с 4 портами USB-A на скорости 10Гб/с, сетевой картой 2.5Г и картридером: https://blog.zeruns.com/archives/868.html

Рекомендуем к прочтению