طراحی منبع‌تغذیه سوئیچینگ و آموزش Pi Expert
مقدمه:
در قسمت اول طراحی منبع‌تغذیه سوئیچینگ توضیحاتی راجع‌به انواع منابع‌تغذیه داده‌شد. درطرح یک مدار سوئیچینگ باید یکسری اطلاعات پیرامون نیازها و محدودیت‌ها بدست‌آورد تا بتوان به‌نتیجه مطلوب رسید. این اطلاعات می‌تواند شامل ولتاژ و جریان‌های ورودی و خروجی، نوع‌کاربری و… باشد. همچنین باید در کار با آپ‌امپ‌ها، منابع‌جریان، فیزیک‌مغناطیس و چندمورد دیگر هم مهارت‌کافی را داشته‌باشید. در‌مورد مغناطیس‌و محاسبه ترانسفورماتورها همین‌را عرض‌کنم که هیچ‌چیز در آن قطعی نیست و باید در محدوده‌های‌مجاز حرکت‌کرد. درک‌کردنش جای خودش را داره چه برسه‌به مهارت تو حوزه‌عملیاتی.
خوب بااین وضع اسفناک من که در خیلی زمینه‌ها مهارت ندارم چه کاری میتونم بکنم تا یک منبع‌تغذیه بسازم و همچنین تجربه کسب کنم؟
خوشبختانه در زمینه طرح‌های سوئیچینگ، منابع و سورس‌های خوبی توی اینترنت در دسترس هست که میتونید اونها را مطالعه‌کنید.
در‌این خصوص بعضی‌از افراد و شرکت‌ها هم نرم‌افزارهای خاص خودشون را ارائه کرده‌اند. شرکت Power Integrations نرم‌افزاری تقریبا کامل برای آی‌سی‌های تولیدی خودش به‌نام pi expert ارائه کرده‌است، که ما در این پست استفاده از pi expert را توضیح و در پست‌بعدی آن‌را می‌سازیم.
طرح اولیه:
خوب فرض‌کنیم می‌خواهیم یه پروژه با میکروکنترلر انجام‌دهیم برای تامین ولتاژهای بردمان چه کارکنیم؟ باتوجه‌به اینکه تنها ولتاژ در دسترس ۲۲۰ ولت برق شهر است:
قسمت میکروکنترلر با ولتاژ ۳.۳ ولت کارمی‌کند و جریان‌مصرفی این قسمت هم ۵۰۰ میلی‌آمپر است.
بردمان یک رله و فن هم دارد که با ولتاژ ۱۲ ولت کار می‌کنند و حدود ۱ آمپر جریان لازم دارند.
برای جالب‌تر شدن هم فرض‌کنیم یک آپ‌امپ هم داریم که باید به آن ولتاژ منفی بدهیم. پس یک ولتاژ ۵- با ۵۰۰ میلی‌آمپر هم می‌خواهیم.
اینطورکه معلومه طرح ما باید ایزوله باشه و باتوجه‌به توان پایینش میشه از سیستم فلای‌بک استفاده‌کرد. نرم‌افزار pi expert در این زمینه به ما کمک شایانی خواهد‌کرد.
قدم اول: راه‌اندازی نرم‌افزار pi expert :
برای دانلود و نصب نرم‌افزار باید به صفحه‌ی pi expert بروید و گزینه‌ی دانلود را انتخاب‌کنید. ایمیل خود را واردکنید. لینک‌دانلود به ایمیل شما ارسال می‌شود. برنامه را دانلود و نصب‌کنید. درحین نصب لازم نیست گزینه‌خاصی را بزنید.
اجرای نرم افزار PI Expert Suite
برنامه PI Expert 9 را اجراکنید. مراحل‌را مطابق با تصویر ادامه‌دهید:
- گزینه‌ی new را برای ایجاد پروژه جدید انتخاب‌کنید.
- برای راحتی‌در کشیدن‌مدار من ترجیح میدم سری Tiny Switch را انتخاب‌کنم.
- یک دوری که توی فروشگاهها بزنیم میبینیم این سری موجود و قیمت آن مناسب‌است پس این‌سری را انتخاب میکنیم. (مثلا tny267 در زمان این نگارش حدود ۴۰۰۰ تومان است)
- از اونجایی که جعبه هم ندارم و مدار دوروبرش بازه گزینه Open Frame را انتخاب میکنم.
- خوب چون میخوام تغذیه میکرو را مستقیم تامین کنم پس دقت خروجی ۳.۳ ولت برام مهمه. به‌همین‌دلیل بجای زنر از آی‌سی رفرنس TL431 استفاده میکنیم.
- درپایان گزینه Next را میزنیم.
در این صفحه به ترتیب زیر عمل میکنیم :
- از انجایی که برق‌شهری در ایران ۲۲۰ ولته گزینه Single 230V را انتخاب میکنیم . البته حاشیه‌ایمنی این انتخاب از ۱۹۵ ولت تا ۲۶۵ ولت است. درصورتی‌که برق محل شما متفاوت است گزینه مناسب خود را استفاده کنید.
- گزینه Next را میزنیم.
در این صفحه به ترتیب زیر عمل میکنیم :
- کلید Add را برای اضافه کردن ولتاژ و جریان جدید بزنید.
- مقدار ولتاژ را در این قسمت وارد میکنیم.
- مقدار جریان مورد نیاز را در اینجا میزنیم.
- اگر قرار شد ولتاژ منفی بسازیم این گزینه را میزنیم.
- دکمه ok را برای تایید میزنیم.
برای هریک‌از ولتاژها این سیکل را تکرار میکنیم. چون مدار به کنترل‌جریان احتیاجی نداره حالا به مرحله‌ی بعدی میریم.
در‌این صفحه به‌ترتیب زیر عمل میکنیم :
- با انتخاب این گزینه نرم‌افزار اندازه‌ها را برحسب سیستم متریک می‌دهد .
- گزینه finish را انتخاب میکنیم.
در این صفحه به‌ترتیب زیر عمل میکنیم: خوب در این‌مورد باید یکم توی بازار بگردید ببینید چه هسته‌ای را می‌توانید پیداکنید. من هسته کوچولو و مناسب به شماره EE19 را به قیمت ۱۵۰۰ تومان پیداکردم.
- شماره هسته‌ای که پیدا کردید بزنید.
- شماره هسته‌ای که پیدا کردید بزنید.
بقیه گزینه‌ها فعلا برای ما مهم نیستند. پس ok را میزنیم.
در این صفحه یکی از Solutionها را انتخاب میکنیم. فقط دقت‌کنید اونیکه دقتش توی ولتاژ موردنظرشما کافی‌باشه را انتخاب‌کنید. تو لیستی که برا من آورد همون اولی خوب بود پس انتخابش‌کردم و ok را زدم.
شمای کلی مدار به‌صورت‌زیر است:
به همین سادگی طرح‌اولیه‌ی یک منبع‌تغذیه ریخته‌شد.
فایل‌های دانلودی:
در پست بعدی قطعات این مدار را تهیه و آن را می‌سازیم و قسمت های دیگری از نرم افزار را شرح میدهیم؛ پس با سیسوگ همراه باشید.
