12V 5A SMPS flyback with uc3842-uc3844 pwm controller in the range of 85VAC - 265VAC.

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

Synacle Design

SYTD-001, fabrika otomasyonu ve makine

kontrolü gibi endüstriyel ve enstrümantasyon

sistemlerinde ve LED monit?rlerin gü?

beslemelerinde kullan?lmak üzere tasarlanm??

60 W, endüstriyel bir AC-DC gü? kayna??d?r.

Bu referans tasar?m?, gerekli tüm korumalar

yerle?ik olarak, voltaj i?in optokupllu geri

besleme ve sabit ak?m regülasyonu i?in birincil

taraf regülasyonu UC3843 PWM entegresi

kullan?larak Birincil taraftan switch mod olarak

tasarlanm??t?r. Kesintili mod (DCM) mod

?al??ma prensibi ile ayarlanm??t?r.

Tan?t?m

Bu makalede a??klanan tan?t?m süreci i?in

temel Off-line Flyback tasar?m? ele al?nm??t?r.

Genel yap? olarak MOSFET ve PWM entegresi

kullan?larak Transformat?rün tasar?m? ve ??k??

filtresinin tasar?m? ile geri bildirim d?ngüsünü

kapatmay? i?eren SMPS Flyback d?nü?türücü

i?in ad?m ad?m tasar?m prosedürü sa?lar.

Burada a??klanan tasar?m prosedürü ?e?itli

uygulamalarda kullan?labilecek kadar geneldir.

Tasar?m ?zellikleri

? Universal giri? gerilimi aral??? 85V ila 265V

AC geni? ?al??ma giri? aral???.

? Tüm Aral?kta tam gü? da??t?m? 60W’ a kadar

? 12V 5A Monit?r gü? beslemelerinden, amfi

ses sistemlerinin giri? gerilimleri ve bir?ok

cihaz?n besleme geriliminde kullan?m.

? Genel DCM mod i?in Duty Cycle ve

Transformat?r tasar?m?

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 1

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

1. Anahtar Sistem ?zellikleri

Tablo 1. - Anahtar Sistem ?zellikleri

2. Sistem Teorisi

Bu referans tasar?m, 85 ila 230 V AC aras?nda geni? bir AC giri? aral??? üzerinde 60 W sürekli gü? sa?lar.

Tasar?m, 12 V ve 5 A sa?lamak i?in UC3842 PWM denetleyicisi kullan?larak uygulanan geri d?nü? gü?

a?amas?na sahiptir. Tasar?m hassas ak?m s?n?r?na sahiptir ve tüm ar?za ko?ullar?nda gücü ≤ 60 W ile s?n?rlar.

Ek olarak, giri? dü?ük voltaj korumas? ve ??k?? k?sa devre korumas?n? i?eren ?e?itli korumalar bu tasar?ma

g?mülüdür

PARAMETRE SEMBOL TEST KO?ULU MIN ORT MAKS B?R?M

Giri? Ko?ullar?

Giri? Voltaj? VINAC 85 115/230 265 VAC

?ebeke Frekans? fLINE 47 50 60 Hz

Yük Gücü Yok PNL VINAC = 230 V

IOUT = 0 A

0.17 W

??k?? Ko?ullar?

??k?? Voltaj? VOUT 11 12 14 VDC

??k?? Ak?m? IOUT 5 5.4 A

Hat Düzenlemesi 0.3 %

??k?? Voltaj

Dalgalanmas?

VRIPPLE 20 50 mV

??k?? Gücü POUT

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 2

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

Ad?m Ad?m Tasar?m Prosedürü

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 3

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

1. Sistem Spesifikasyonunu Belirleyin

( Vline min , VlineMax, fL , Po , Eff )

2. DC hat kapasit?rü (Cdc) ve DC hat Voltaj aral???n? Belirleyin

3. Maksimum Duty Cycle (DMAX) De?erini belirleyin.

4. Trafo birinci sarg? induktans (Lm) de?erini belirleyin.

5. Giri? gücünü ve giri? Peak ak?m?n? ve Sekonder Sarg? ak?m?n? belirleyin.

(IDSPEAK) (Isecrms) ve RSENSE direnci

6. Uygun ?ekirde?i ve minimum birincil d?nü?leri ayarlay?n

7. Her ??k?? i?in d?nü? say?s?n? belirleyin.

8. Her sarg? i?in tel ?ap?n? belirleyin

9. Her ??kt? i?in uygun do?rultucu diyotunu se?in

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 4

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

10. ??k?? kapasit?rünü belirleyin

11. RCD snubber'? tasarlay?n

12. Geri bildirim d?ngüsü tasar?m?

Tasar?m? bitir.

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

1. Sistem Spesifikasyonunu Belirleyin

- Hat Voltaj Aral??? ( VlineMin and VlineMax )

- Hat Frekans? ( fL )

- Maksimum ??k?? gücü ( Po )

- Tahmini verimlilik (EFF). Maksimum giri? gücünü hesaplamak i?in gü? d?nü?üm verimlili?ini

tahmin etmek gerekir. Referans verisi mevcut de?ilse, dü?ük voltaj ??k?? uygulamalar? i?in Eff =

0,7~0,75 ve yüksek voltaj ??k?? uygulamalar? i?in Eff = 0,8~0,85 olarak ayarlay?n.

Tahmini verimlilikle, maksimum giri? gücü ?u ?ekilde verilir:

( 1 )

?oklu ??k?? SMPS'leri i?in, her ??k?? i?in yük i?gal fakt?rü ?u ?ekilde tan?mlan?r:

( 2 )

Burada Po(n), n-inci ??k?? i?in maksimum ??k?? gücüdür. Tek ??k??l? SMPS i?in KL(1)=1.

2. DC hat kapasit?rü (Cdc) ve DC Hat voltaj aral???n? belirleyin

DC ba?lant? kapasit?rünü, evrensel giri? aral??? (85-265Vrms) i?in giri? gücü watt ba??na 2-3μF ve

Avrupa giri? aral??? (195V- 265Vrms) i?in giri? gücü watt ba??na 1μF olarak se?mek tipiktir. DC

ba?lant? kapasit?rü se?ildi?inde, minimum ba?lant? voltaj? ?u ?ekilde elde edilir:

( 3 )

Burada Dch, tipik olarak yakla??k 0,2 olan ?ekil 1'de g?sterildi?i gibi tan?mlanan DC ba?lant?

kapasit?rü ?arj g?rev oran?d?r ve Pin, Vlinemin ve fL ad?m-1'de belirtilmi?tir.

Maksimum DC ba?lant? voltaj? ?u ?ekilde verilir

( 4 )

Burada Vlinemax Ad?m-1 de belirlenir.

Pin = Po

Ef f

Kl(n) = Po(n)

Po

VDCmin = 2.(Vlinemin)2 ? Pin . (1 ? Dch)

CDC . fL

VDCma x = 2 . Vlinema x

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 5

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

?ekil - 1 DC Ba?lant? Gerilim Dalga Formu

3. Maksimum Duty Cycle (DMAX) De?erini belirleyin.

Dmax de?erini belirlemek i?in a?a??daki formülden yararlan?l?r.

( 5 )

Vro yans?yan gerilim 50V - 100V aral???nda se?ilebilir. Fakat a?a??daki formül ile hesaplamak

mümkündür.

Vf : ??k?? diyotu üzerindeki voltaj dü?ümü

Vo : ??k?? gerilimi.

( 6 )

( 7 )

Dmax = Vro

Vro + VDCmin

Vro = n . (Vo + Vf )

VDCnom = VDCma x + Vro

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 6

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

4. Trafo birinci sarg? induktans (Lm) de?erini belirleyin.

Yük durumu ve giri? voltaj? de?i?tik?e i?lem CCM ve DCM aras?nda de?i?ir. Her iki ?al??ma modu

i?in de, transformat?rün birincil taraf?n?n (Lm) endüktans?n? tasarlamada en k?tü durum tam yük ve

minimum giri? voltaj? ko?uludur. Bu nedenle, Lm bu durumda elde edilir.

( 8 )

KRF, ?ekil 2'da g?sterildi?i gibi tan?mlanan tam

yük ve minimum giri? voltaj? ko?ulundaki

dalgalanma fakt?rüdür. DCM i?lemi i?in KRF = 1

ve CCM i?lemi i?in KRF < 1. Dalgalanma fakt?rü,

transformat?r boyutu ve MOSFET ak?m?n?n RMS

de?eri ile yak?ndan ili?kilidir. MOSFET'deki iletim

kayb? dalgalanma fakt?rünü azaltarak azalt?labilse

de, ?ok kü?ük bir dalgalanma fakt?rü

transformat?r boyutunda bir art??a zorlar. Flyback

d?nü?türücüyü CCM'de ?al??acak ?ekilde

tasarlarken, evrensel giri? aral??? i?in KRF =

0,25-0,5 ve Avrupa giri? aral??? i?in KRF =

0,4-0,8'i ayarlamak mant?kl?d?r. Lm belirlendikten

sonra, normal ?al??mada MOSFET'in maksimum

tepe ak?m? ve RMS ak?m? ?u ?ekilde elde edilir:

5. Giri? gücünü ve giri? Peak ak?m?n? ve Sekonder Sarg? ak?m?n? belirleyin.

(IDSPEAK) (Isecrms) ve RSENSE direnci

( 9 )

( 10 )

Lm = (Vdcmin . Dmax)2

2.Pin . fs . KRF

Idspeak = IEDC + ΔI

2

Idsr ms = [3.(IEDC)2 + ( ΔI

2 )2] . Dmax

3

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 7

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

?ekil - 2 Mosfet Ak?m? dalgalanma Fakt?rü KRF

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

Nerede ( 11 )

Ve ( 12 )

Bu hesaplamalar sonras?nda art?k Primary sarg? Peak ak?mlar? ve RMS ortalama de?erlerini

bildi?imize g?re Sekonder sarg?, ak?m?n? hesaplayabiliriz.

( 13 )

Bir ?nceki ad?mda IDSPeak hesaplamas?n?n formülü verilmi? olup biz tasar?m?m?zda UC384x serisi bir

PWM kontrolcüsü tercih etti?imizden sens direnci hesaplamas? ?u ?ekilde olacakt?r.

Birincil taraf ak?m alg?lama pimi. Ak?m alg?lama direncine ba?lay?n.

PWM bu sinyali OUTPUT anahtar?n?n iletimini sonland?rmak i?in kullan?r.

Bu pine bir voltaj rampas? uygulanarak cihaz voltaj modu kontrol yap?land?rmas?yla ?al??t?r?labilir.

( 14 )

Nerede IdsPeak ( 9 )

6. Uygun ?ekirde?i ve minimum birincil d?nü?leri ayarlay?n

?ncelikli olarak tasar?m i?in (n) d?nü? oran? de?erinin hesaplanmas? gerekmektedir, n de?erini (6)

da Vro de?erini belirlerken se?mi? oluyoruz.

( 15 )

Vo ??k?? Voltaj?

Vf Diyot üzerindeki voltaj dü?ümü

IEDC = Pin

VDCmin . Dmax

ΔI = VDCmin . Dmax

Lm . fs

Isecr ms = Idsr ms . 1 ? Dmax

Dmax

. Vro . KL

(Vo + VF)

RSENSE = 1

Idspeak

n = Np

Ns

= Vro

Vo + Vf

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 8

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

( 16 )

Bsat = Bsat tesla'daki doygunluk ak? yo?unlu?udur. S?cakl?k yükseldik?e doygunluk ak? yo?unlu?u

(Bsat) azald???ndan, yüksek s?cakl?k ?zellikleri dikkate al?nmal?d?r. Referans verisi yoksa,

Bsat =0.3~0.35 T kullan?n.

7. Her ??k?? i?in d?nü? say?s?n? belirleyin.

Npmin de?erini belirledikten sonra a?a??daki formül ile n-inci de?eri kadar yani (n) ka? adet ??k???m?z

oldu?una g?re hesaplan?r.

Ns = Sekonder Sarg? hesab?

(turn) ( 17 )

(trun) ( 18 )

Na Aux yard?mc? sarg? formülü a?a??daki gibidir.

(turn) ( 19 )

Nerede Vcc bu PWM kontrol entegresinin besleme voltaj?d?r.

8. Her sarg? i?in tel ?ap?n? belirleyin

Tel kal?nl?klar?n? belirlerken J = 3A < or < 8A aral???nda bir de?er se?ilebilir, J = 3 se?ilirse daha

so?uk bir trafo ?al??ma aral??? fakat daha kal?n tel kullan?m? olur, J = 8 se?ilir ise daha ince bir tel

fakat daha s?cak bir trafo olaca??ndan so?utma gerekli olabilir, biz J = 5A se?ebiliriz.

5A = 1mm2 den a?a??daki gibi oran orant? ile

Idspeak = Xmm2

( 20 )

Npmin = Lm . Idspeak

Bsat . Ae

x106

Ns = Np

n

Ns(n) = Vo(n) + Vf (n)

Vo1 + Vf 1

. Ns1

Na = Vcc + Vfa

Vo1 + Vf 1

. Ns1

X = Idspeak

5A

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 9

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

Telin kesit alan? (Xmm2) de?eri bulunduktan sonra a?a??daki formül ile tel kal?nl??? hesaplanabilir.

( 21 )

( 22 )

Bu formül ile Np, Ns(n) ve Na ayn? ?ekilde hesaplanabilir.

9. Her ??kt? i?in uygun do?rultucu diyotunu se?in

N-inci ??k???n do?rultucu diyotunun (DR(n)) maksimum ters voltaj? ve RMS ak?m? ?u ?ekilde elde

edilir:

( 23 )

( 24 )

Ileri gerilim. Do?rultucu diyotu i?in tipik voltaj ve ak?m marjlar? a?a??daki gibidir.

( 25 )

( 26 )

Nerede KL, VDCmax, Vro, Idsrms s?ras?yla (2),(4),(6) ve (10) denklemlerinde belirtilmi?tir.

10. ??k?? kapasit?rünü belirleyin

( 27 ) Kapasitans en az?ndan bu de?ere e?it veya daha yüksek

olmal?d?r

Nerede Dmax ( 5 ) nolu denklemde verilmi?tir. Ioutmax ( 28 ) nolu denklemde verilmi?tir.

( 28 )

Xm m2 = π . r2

r2 = Xm m2

π ? = r.2

VD = Vo + VDCma x . (Vo + Vf )

Vro

IDr ms = Idsr ms . 1 ? Dmax

Dmax

. Vro . KL

(Vo + Vf )

VRRM > 1,3.VD

IF > 1,5.IDr ms

Cout = Ioutma x . Dmax

fs . Voripple

Ioutma x = Po

Vo

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 10

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

( 29 )

11. RCD snubber'? tasarlay?n

Gü? MOSFET'i kapat?ld???nda, transformat?r ka?a?? indüktans? nedeniyle drenajda yüksek voltaj

art??? vard?r. MOSFET'teki bu a??r? voltaj, Mosfet ar?zas?na sebep olabilir. Bu nedenle, voltaj?

s?k??t?rmak i?in ek bir a? kullanmak gerekir. Snubber a??n?n analizinde, snubber kapasit?rünün bir

anahtarlama d?ngüsü s?ras?nda voltaj?n?n ?nemli ?l?üde de?i?meyecek kadar büyük oldu?u

varsay?lmaktad?r. Snubber devresini tasarlaman?n ilk ad?m?, minimum giri? voltaj? ve tam yük

ko?ulunda (Vsn) s?nümleyici kapasit?r voltaj?n? belirlemektir. Vsn belirlendikten sonra, minimum

giri? voltaj? ve tam yük ko?ulunda snubber a??nda da??lan gü? ?u ?ekilde elde edilir:

( 30 )

LIK = Ka?ak endüktans de?eridir, iyi sar?lm?? bir trafoda Lm de?erinin %1’ i kadar aksi takdirde

%2-3’ ü kadar al?n?r.

Vsn de?eri Vro de?erinin yakla??k 2-2.5 kat? kadar al?n?r.

( 31 )

?Vsn de?eri Vsn de?erinin %5 i le %10 u de?erinde al?nabilir.

( 32 )

( 33 )

( 34 )

( 35 )

Voripple ≈ 100 ? 150mV

Icapr ms = Isecr ms2 ? Iout2

Psn = 1

2 . fs . LIK . (Idspeak)2 . Vsn

Vsn ? Vro

Rsn = (Vsn)2

Psn

Csn = Vsn1

ΔVsn . Rsn . fs

Ids2 = 2.Pin

fs . Lm

Vsn2 =

Vro + (Vro)2 + 2Rsn . LIK . fs . (Ids2)2

2

Vdsma x = VDCma x + Vsn2

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 11

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

12. Geri bildirim d?ngüsü tasar?m?

TL431 ile feedback d?ngüsü i?in a?a??daki ?ekilde hesaplama yap?labilir. TL431’ in referans pinine

0.25A gü? ?ekecek ?ekilde ayarlama yapabilmek i?in ?ncelikle, a?a??daki denklem kullan?labilir.

( 36 )

( 37 )

Buradan ?u ?ekilde hesap yapabiliriz. Formülü yeniden düzenlersek.

( 38 )

Burada bilinmeyen olarak a?a??daki formülden.

( 39 )

( 39 ) nolu denklemden yola ??karak

( 40 )

Elde edilir.

Ve R2 yi bulmak i?in art?k. Denklemleri birle?tirip yerine koyarsak. ( 36 ) ve ( 40 ) tan.

( 41 )

Bu ?ekilde R1 ve R2 diren? de?erlerini tespit etmi? olduk.

TL431'in geri besleme d?ngüsünde kutup (fp) ve s?f?r (fz) frekanslar?n? hesaplamak, SMPS

sisteminde kararl?l??? ve dinamik yan?t? sa?lamak i?in ?nemlidir. Zero (fz) frekans?, genellikle

anahtarlama frekans?n?n 1/10'u olarak ayarlan?r.

( 42 )

Kutup frekans? (fp ) ise genellikle anahtarlama frekans?ndan 1/3 veya daha yüksek olmal?d?r.

(R1 + R2) = Vo

0.25

Vout ≈ Vref . (1 + R1

R2

)

R1

R2

= Vout

Vref

? 1

x = Vout

Vref

? 1

R1 = x . R2

x . R2 + R2 = Vo

0.25

fz = 1

2.π . Rcomp . Ccomp

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 12

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

( 43 )

Tasar?m ?emas? a?a??daki gibidir.

Rled direncinin hesaplanmas? a?a??daki denklem ile yap?labilir. 10-20mA aras? bir ak?m optocoupler’

in iletime ge?mesi i?in yeterli olacakt?r. 1.2V optocoupler ledin iletime ge?mesi i?in gerekli olan

Voltaj.

( 44 )

Rbias direnci en az 1mA ak?t?cak ?ekilde ayarlanmal?, biz bias ak?m?n? 2.5mA olarak ayarlayaca??z.

( 45 )

fp = 1

2.π . Rcomp . Cpar

Rled = Vo ? 1.2

0.02

Rbias = Vo

0.0025

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 13

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

Tasar?m Hesaplamalar?na Ba?lang??

1. Ad?m - Sistem Spesifikasyonunu Belirleyin

Hat Voltaj?

Vline = 85V < 110/230V < 265V

Hat Frekans?

fL = 50Hz

Maximum gü?

Po = 60W

Verimlilik

Eff = %85

2. Ad?m - DC hat kapasit?rü (Cdc) ve DC Hat voltaj aral???n? belirleyin

3. Ad?m - Maksimum Duty Cycle (DMAX) De?erini belirleyin.

Pin = 60W

0.85 = 70.59W

Kl = 1

CDC = 60W ? 2u = 120μF

VDCmin = 2 ? (85V )2 ? 70.59 ? (1 ? 02)

120 ? 50 = 71V

VDCma x = 2 ? 265V = 375V

Vro = 5 ? (12V + 1V ) = 65V

Dmax = 65V

65V + 71V = 0.478

VDCnom = 375V + 65V = 440V

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 14

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

4. Ad?m - Trafo birinci sarg? induktans (Lm) de?erini belirleyin.

5. Ad?m - Giri? gücünü ve giri? Peak ak?m?n? ve Sekonder Sarg? ak?m?n?

belirleyin. (IDSPEAK) (Isecrms) ve RSENSE direnci

6. Ad?m - Uygun ?ekirde?i ve minimum birincil d?nü?leri ayarlay?n

7. Ad?m - Her ??k?? i?in d?nü? say?s?n? belirleyin.

Lm = 91V ? 0.478

2 ? 70.59W ? 100000 = 82μH

IEDC = 70.59W

71V ? 0.478 = 2.08A

ΔI = 71V ? 0.478

(82u H ? 10?6) ? (100 ? 103) = 4.15A

IdsPeak = 2.08 ? 4.15A

2 = 4.16A

Idsr ms = [3 ? (2.08)2 + ( 4.15A

2 )2] ? 0.478

3 = 1.66A

Isecr ms = 1.66A ? 1 ? 0.478

0.478 ? 65V

12V + 1V = 8.67A

Rsense = 1V

4.16A = 0.24Ω

n = 65V

12V + 1V = 5 (T ur n)

Npmin = 82μH ? 4.16A

0.2T ? 118.9Ae = 14.34 ≈ 15 (T ur n)

Ns = 15

5 = 3 (T ur n) Na = 18V + 1V

12V + 1V ? 3 = 5 (T ur n)

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 15

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

8. Ad?m - Her sarg? i?in tel ?ap?n? belirleyin.

Npm m2 = 1.66A

5A = 0.332m m2

Npr2 = 0.332

π = 0.325m m

Np? = 0.65m m

Np = 15(T ur n) ? = 0.65m m

Nsm m2 = 8.67A

5A = 1.734m m2

Nsr2 = 1.734

π = 0.742m m

Ns? = 1.5m m

Ns = 3(T ur n) ? = 1.5m m

Nam m2 = 0.1A

5A = 0.02m m2

Nar2 = 0.02

π = 0.08m m

Na? = 0.2m m

Na = 5(T ur n) ? = 0.2m m

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 16

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

9. Ad?m - Her ??kt? i?in uygun do?rultucu diyotunu se?in

10. Ad?m - ??k?? kapasit?rünü belirleyin

220μF x 2 adet ESR yi dü?ürmek i?in paralel ba?lanacak.

11. Ad?m - RCD snubber'? tasarlay?n.

12. Ad?m - Geri bildirim d?ngüsü tasar?m?.

vD = 12V + 375V ? (12V + 1V )

65V = 87V

IDr ms = 1.66A ? 1 ? 0.478

0.478 ? 65V

12V + 1V = 8.62A

VRRM = 1.3 ? 87V = 113.1V

IF = 1.5 ? 8.62A = 12.93A

Cout = 5A ? 0.478

100k Hz ? 120mV = 220μF

Psn = 1

2 ? (100) ? (82 ? 0.01) ? (4.16A)2 ? 162.5V

162.5V ? 65V = 1.19W

Rsn = (162.5V )2

1.19W = 22.2k Ω

Csn = 162.5V

16.25 ? 22.2 ? 100 = 4.50nF

R1 + R2 = 12

0.25 = 48k Ω

x = 12

2.495 ? 1 = 3.81

R1 = 3.81 ? R2

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 17

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

# MOSFET Gate ?arj? #

Mosfet i?in 162.5V + 375V = 537V gerilime dayanan ve Idsrms ak?m? 4.16A e dayanan bir mosfet

se?ece?iz. FQP7N60C veya FQP6N60C tercih edece?iz.

FQP7N60C = ID 7.4A , VDSS 600V , RDS(on) 1.0Ω , C?SS 1.1nF , @VDS 25V , VGS 0V , f=1.0MHz

T = R.C R=Gate direnci, C = Ciss

?t1 = 10.45ns

3.81 ? R2 + R2 = 48

R2 = 48

4.81 = 9.98k Ω

R1 = 3.81 ? 9.98 = 38k Ω

f z = 100k Hz ? 1

10 = 10k Hz

Rcomp = 16k Ω

Ccomp = 1

2 ? π ? 16000 ? 10000 = 1nF

Cpar = 1

2 ? π ? 16000 ? 133000 = 82pf

RLED = 12V ? 2.5V ? 1.2

0.025 = 332Ω

Rbias = 12

0.0025 = 4800Ω ≈ 4.7k Ω

= 22 ? 1.1 = 24,1ns

VGS(ort) = 6.5

2 = 3.25 IGate = 18 ? 3.25

22 = 0.67A

0.67 ? Δt1 = 7nC

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 18

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

Aral?k 2

Aral?k 3

UC3842 ( Rise up time ) = 150ns max 150ns > 131.14ns Uc3842 ile bu mosfetin kullan?m? uygun

olcakt?r.

# K?prü Diyot#

P = 70.59W

VCAP(Ort) = 108V

Bu hesaplama ile k?prü diyotun minimum gerilim maksimum yükte ?s?naca?? s?cakl?k 82.6 oC

derece olur.

IGate = 18 ? 6.5

22 = 0.52A 0.52 ? Δt2 = 22 Δt2 = 42.31ns

IGate = 18 ? 10

22 = 0.37A 0.37 ? Δt3 = 29 Δt3 = 78.38ns

Δt1 + Δt2 + Δt3 = 131.14ns

IREC(ORT ) = 70.59

108 = 654m A

ID1(ORT ) = ID2(ORT ) = 654m A

2 = 327m A

PD1 = 327 ? 10?3 ? 1.1 = 0.360W

DF10SRQJA = 40oC/W

PDtotal = 4 ? 0.360 = 1.44W

ΔT = P ? RQJA

ΔT = 1.44W ? 40 = 57.6

TJUNCTION = TAMBIANT ? ΔT TJUNCTION = 57.6oC + 25oC = 82.6oC

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 19

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr

SYTD-001 - SMPS Flyback 12V 60W Design https://blog.synacle.com.tr

#UC384x PWM entegresi#

Bu devremizde yapt???m?z hesaplamalar ve tasar?m i?in entegre olarak ben UC3842 tercih ettim,

sizde bu tasar?ma birebir uyarak bir SMPS tasar?m? yapmak isterseniz, UC3844 veya UC384x

serisi bir entegre tercih edebilirsiniz. ?imdi ?ncelikli olarak yapaca??m?z hesaplamalarda ?unu

mutlaka unutmayal?m UC3844 %50 duty ile ?al??t???ndan anahtarlama frekans?n?n iki kat? olacak

?ekilde hesaplanmal?d?r.

Frekans hesaplanmas? = Datasheet inceledi?imizde a?a??daki formül ile hesaplayabilece?imizi

g?rüyoruz. E?er RT > 5kΩ yani RT 5kΩ ?zerinde se?ilir ise

f = 1.8

RT ? CT

CT = 1.8

RT ? f RT = 1.8

CT ? f

Synacle Tech 12V 60W SMPS Flyback Design Sayfa 20

Copyright ? 2016, Synacle Technology - https://blog.synacle.com.tr