Power Integrations tarafından yayınlanan bu PDF arşivi, hazır SMPS şarj cihazı ve adaptör tasarımlarını incelemek için faydalı bir kaynak setidir. Dosyaların tamamı tek tek uzun proje yazısı gibi çevrilmedi; arşiv paylaşımı mantığında, hangi uygulamanın ne amaçla hazırlandığı, hangi entegreyi kullandığı ve özellikle hangi transformatör nüvesiyle sarıldığı özetlendi.
Bu tip dokümanlarda en değerli bölüm çoğu zaman şema değil, magnetics veya transformer specification başlığı altında verilen sarım bilgisidir.
Ayrıca sekonder katında çeşitli akım, voltaj vb. kontrol bölümleri farklı devreler içinde kullanılabilir.
Primer, sekonder, bias ve ekran sargılarının sırası; pin başlangıç-bitiş yönleri; izolasyon bandı katları; litz veya triple insulated wire kullanımı; nüve aralığı ve hedef primer endüktansı doğrudan verildiği için aynı topolojiyi çalışır hale getirmede büyük avantaj sağlar.
Power Integrations SMPS Uygulama Raporları
İçerik
- 1 Power Integrations SMPS Uygulama Raporları
- 2 Arşivdeki Uygulamalar ve Kullanılan Transformatörler
- 3 Bu Arşivde Asıl Bakılması Gereken Yer: Trafo Sarımı
- 4 TOPSwitch-JX ve InnoSwitch Serileri Arasındaki Fark
- 5 PFC İçeren Tasarımlar
- 6 Trafo Sararken Dikkat Edilecek Noktalar
- 7 Güvenlik Notu
- 8 Son Değerlendirme
Arşivde InnoSwitch3, InnoSwitch4-CZ, TOPSwitch-JX, ClampZero, HiperPFS-5 ve MinE-CAP tabanlı farklı güç kaynakları bulunuyor. Güç seviyesi 18 W USB hızlı şarj devresinden 180 W batarya şarj adaptörüne kadar değişiyor.
Bu dosyalar özellikle şu konular için işe yarar:
- Flyback SMPS transformatör sarım sırasını görmek
- PFC bobini ve boost indüktör sarım örneklerini incelemek
- İzole adaptör ve batarya şarj devrelerinde komponent seçimini karşılaştırmak
- Primer kaçak endüktans, nüve aralığı ve endüktans hedeflerinin uygulamadaki karşılığını görmek
- PCB yerleşimi, EMI filtresi, termal test ve verim ölçümü örneklerini arşivlemek
SMPS temeli için ayrıca anahtarlamalı güç kaynakları SMPS yazısı, bobin ve trafo tarafı için SMPS bobin transformatör hesaplama programları ve pratik ölçüm için SMPS transformatör test cihazı yazıları da bu arşivle birlikte değerlendirilebilir.
Arşivdeki Uygulamalar ve Kullanılan Transformatörler
| Uygulama / Dosya | Kullanılan entegre | Giriş / çıkış bilgisi | Kullanılan transformatör | Sarım açısından önemli not |
|---|---|---|---|---|
| 25 W High Power Charger Using InnoSwitch3-CE (der-538_25watt_high_power_charger_using_innoswitch3-ce.pdf) | INN3165C-H101 | 85-265 VAC giriş; 5 V 5 A çıkış | RM8 nüve; PC95RM08Z-12; BRM08-1112CP-W-P5.0 bobin | Primer endüktans, kaçak endüktans, RM8 sarım sırası ve sarım görselleri verilmiş. |
| 10 W / 18 W Quick Charger Using InnoSwitch3-CP (der-665_10w_18w_quick_charger_using_innoswitch3-cp.pdf) | INN3264C; CHY103D hızlı şarj kontrol entegresi | 90-265 VAC giriş; 5 V 2 A veya 9 V 2 A çıkış | RM7 nüve; C-RM7 Allstar Magnetics 3F3; B-RM7-V-8 bobin | Küçük güçlü USB şarj cihazı için RM7 nüvede primer, sekonder, bias ve ekran sargıları gösterilmiş. |
| 72 W Isolated Flyback Power Supply Using InnoSwitch3-CP PowiGaN (der-903_72watt_flyback_charger_adapter_using_innoswitch3-cp_powigan.pdf) | INN3279C-H215 | 90-264 VAC giriş; 36 V 2 A çıkış | ATQ28-18 nüve; ATQ28-18 dikey 4 pin bobin | 552 µH hedef primer endüktansı ve ATQ28-18 üzerinde katmanlı flyback transformatör yapısı verilmiş. |
| 84 W Isolated Flyback Power Supply Using InnoSwitch3-CP PowiGaN (der-915_84watt_flyback_charger_adapter_using_innoswitch3-cp_powigan.pdf) | INN3279C-H218 | 160-264 VAC giriş; 42 V 2 A çıkış | ATQ28-18 nüve; ATQ28-18 dikey 4 pin bobin; PI 25-01170-00 | Yüksek hat girişli 84 W flyback için 471 µH hedef primer endüktansı ve sarım görselleri bulunuyor. |
| 180 W Power Supply with InnoSwitch4-CZ, ClampZero and HiperPFS-5 (der-930_180w_battery_charger_using_powigan_innoswitch4-cz_clampzero_hiperpfs-5.pdf) | INN4177C-H189; CPZ1076M; PFS5177F | 90-265 VAC giriş; 20 V 9 A çıkış | Flyback T1: P32/30-PC95 veya eşdeğeri; PQ32/30 bobin. PFC T2: TDK PC95PQ26/20Z-12; PQ26/20 bobin | Bu dosyada yalnız flyback trafosu değil, PFC boost indüktörü de sarım talimatıyla verilmiş. Arşivdeki en yüksek güçlü örneklerden biridir. |
| 72 W Power Supply Using InnoSwitch4-CZ, ClampZero and MinE-CAP (der-931_72_w_power_supply_using_innoswitch4-cz__powigan_clampzero_mine-cap.pdf) | INN4074C-H185; CPZ1075M; MIN1072M | 90-265 VAC giriş; 12 V 6 A çıkış | EQ25 nüve; Ferroxcube 3C95; EQ25-Vert-4pins bobin | Endüstriyel 12 V çıkışlı kompakt güç kaynağı için EQ25 flyback transformatör sarımı verilmiş. |
| 140 W USB PD 3.1 / EPR Power Supply (der-966_140w_usb_pd_3pt1_epr_charger_using_innoswitch4-cz_powigan_clampzero_hiperpfs-5.pdf) | INN4077C-H182; CPZ1076M; PFS5177F; IP2736 | 90-265 VAC giriş; 5 V 3 A, 9 V 3 A, 15 V 3 A, 20 V 5 A, 28 V 5 A çıkış | Flyback T7: ATQ28/18; bobin ATQ28/18 dikey 5 pin. Boost indüktör T8: ATQ27/18; yatay bobin | USB PD 3.1 EPR 28 V çıkışlı modern adaptör örneği. Hem flyback transformatör hem PFC boost indüktör sarımı içeriyor. |
| 65 W Power Supply Using InnoSwitch3-EP PowiGaN (rdr-747_65watt_charger_using_innoswitch3-ep.pdf) | INN3679C-H606 | 90-265 VAC giriş; 20 V 3.25 A çıkış | EQ25 nüve; Ferroxcube 3C95; EQ25-Vert-6pins bobin | 65 W adaptör için EQ25 flyback transformatör, 505 µH hedef primer endüktans ve sarım görselleriyle verilmiş. |
| 70 W Universal Input Non-PFC Flyback Charger Supply (der566.pdf) | TOP266EG | 90-264 VAC giriş; 23 V 3.04 A CV/CC çıkış | PQ26/25 nüve; TDK PC44 veya eşdeğeri; PQ26/25 dikey 12 pin bobin | TOPSwitch-JX ile düşük komponent sayılı 70 W batarya şarj flyback örneği. PQ26/25 nüve sarımı ayrıntılı verilmiş. |
| 118 W High Line Input Non-PFC CV/CC Flyback Charger Supply (der580.pdf) | TOP267EG | 180-264 VAC giriş; 59 V 2 A çıkış | PQ26/25 nüve; TDK PC44 veya eşdeğeri; PQ26/25 dikey 12 pin bobin | Yüksek hat girişli 118 W şarj devresi. 66 kHz çalışma ve PQ26/25 transformatör sarımıyla dikkat çekiyor. |
| 106 W High Line Input Non-PFC CV/CC Flyback Charger Supply (der583.pdf) | TOP267EG | 165-264 VAC giriş; 59 V 1.8 A çıkış | PQ26/25 nüve; TDK PC44 veya eşdeğeri; PQ26/25 dikey 12 pin bobin | DER-580’e benzer yapıdadır; çıkış gücü biraz daha düşüktür. PQ26/25 sarım yapısı karşılaştırma için faydalıdır. |
Bu Arşivde Asıl Bakılması Gereken Yer: Trafo Sarımı
Devreler direkt uygulanmasada özellikle akım algılama ve diğer kısımları işinize yaraya bilir.
Ama önemli olan flyback SMPS trafosunun sarılması hakkında verilen detaylar.
Trafoda tel sarım yönü dahil primer, sekonder, izolasyon vb. en başından sonuna kadar flyback trafosunun nasıl sarılacağı resimli olarak anlatılıyor.
Flyback SMPS tasarımında transformatör yalnızca gerilim oranını belirleyen bir parça değildir.
Primer endüktans, kaçak endüktans, izolasyon mesafesi, sargı sırası, ekran sargısı ve sekonder doğrultma akımı doğrudan devrenin verimini, EMI davranışını ve güvenliğini etkiler.
Bu PDF dosyalarında trafo için genellikle şu başlıklar yer alır:
- Electrical Diagram: Sargıların hangi pinlerden başlayıp bittiğini gösterir.
- Electrical Specifications: Primer endüktans, kaçak endüktans, rezonans frekansı ve izolasyon testi gibi değerleri verir.
- Material List: Nüve, bobin, tel tipi, triple insulated wire, polyester bant ve vernik bilgilerini içerir.
- Transformer Build Diagram: Sargıların nüve penceresi içinde hangi sırayla yerleştiğini gösterir.
- Winding Instructions: Sarım yönü, tur sayısı, pin başlangıç-bitiş noktaları ve bant katlarını adım adım açıklar.
- Winding Illustrations: Uygulayıcı için en pratik kısım burasıdır; bobinin sarım sırasında nasıl görüneceğini fotoğraf veya çizimlerle gösterir.
Bu nedenle dosyalar yalnızca devre şeması arşivi gibi düşünülmemeli. Özellikle RM7, RM8, EQ25, ATQ28/18, PQ26/25, PQ32/30 gibi farklı nüve ailelerinde yapılan gerçek sarım örnekleri karşılaştırıldığında, benzer güçteki SMPS projelerinde hangi nüveye geçileceği konusunda iyi bir fikir verir.
TOPSwitch-JX ve InnoSwitch Serileri Arasındaki Fark
Arşivde iki ana aile öne çıkıyor. TOPSwitch-JX tabanlı DER-566, DER-580 ve DER-583 dosyaları daha klasik flyback batarya şarj devreleri sınıfındadır.
Bu tasarımlarda TOP266EG veya TOP267EG primer tarafta anahtarlama kontrolünü yapar; CV/CC kontrol için sekonder tarafta optokuplörlü geri besleme ve yardımcı kontrol devreleri bulunur.
InnoSwitch3 ve InnoSwitch4-CZ örneklerinde ise izolasyonlu geri besleme entegre içinde çözülür.
InnoSwitch4-CZ ile birlikte ClampZero kullanıldığında aktif clamp flyback yapısı elde edilir. Daha yüksek güç ve daha iyi verim hedeflenen örneklerde HiperPFS-5 ile PFC katı da eklenmiştir.
Klasik SMPS denemeleri için IR2153 SMPS devresi veya SG3525 SMPS devreleri daha ulaşılabilir olabilir. Bu arşivdeki Power Integrations tasarımları ise daha çok referans tasarım, sarım pratiği ve profesyonel güç kaynağı mimarisi görmek için değerlidir.
PFC İçeren Tasarımlar
DER-930 ve DER-966 dosyaları yalnızca flyback dönüştürücüden ibaret değildir.
Bu iki örnekte HiperPFS-5 ile aktif PFC katı kullanılır.
Bu nedenle dosyalarda flyback transformatör dışında PFC veya boost indüktör sarımı da bulunur.
PFC katında kullanılan indüktör, klasik flyback transformatörden farklı çalışır. İzole çıkış üretmez; giriş akımının şekillendirilmesi ve DC baranın yükseltilmesi için kullanılır.
Yüksek güçlü adaptörlerde verim, güç faktörü, EMI ve ısınma açısından kritik parçalardan biridir.
2000 W ve üzeri farklı PFC yaklaşımları için PFC’li yüksek güçlü SMPS örneği de ayrıca incelenebilir.
Trafo Sararken Dikkat Edilecek Noktalar
Bu PDF’lerdeki sarım bilgileri doğrudan uygulanacaksa yalnızca tur sayısına bakmak yeterli olmaz.
Aynı nüve kodu kullanılsa bile üretici, malzeme sınıfı, AL değeri ve hava aralığı sonucu değiştirebilir.
- Nüve malzemesi aynı veya eşdeğer olmalıdır. PC95, 3C95, PC44 gibi ifadeler rastgele değiştirilecek malzemeler değildir.
- Primer endüktans mutlaka LCR metre ile kontrol edilmelidir.
- Nüve aralığı, hedef endüktansa göre ayarlanmalıdır; sadece fiziksel nüve modeli doğru diye trafo doğru kabul edilmemelidir.
- Triple insulated wire verilen sekonderlerde sıradan emaye tel kullanmak güvenlik açısından doğru değildir.
- Bant katları, margin tape ve ekran sargıları EMI ve izolasyon için önemlidir; gereksiz ayrıntı gibi görülmemelidir.
- Yüksek akımlı sekonderlerde paralel tel, litz tel veya çok damarlı sarım yapısı aynen korunmalıdır.
- Sarım yönü ve pin başlangıç-bitiş noktaları terslenirse fazlama hatası oluşabilir.
- İlk çalıştırmada seri lamba, izolasyon trafosu veya akım sınırlamalı test düzeni kullanılmalıdır.
SMPS onarım ve test güvenliği için SMPS tamirinde iş güvenliği ve SMPS test için lambalı koruma yazıları pratik bir başlangıç noktasıdır.
Güvenlik Notu
Bu arşivdeki devrelerin tamamı şebeke gerilimiyle çalışan izole SMPS tasarımlarıdır.
Primer tarafta doğrultulmuş yüksek DC gerilim bulunur ve giriş kondansatörleri enerji tutabilir.
Transformatör sarımı, izolasyon bandı, creepage mesafesi, sigorta, NTC, EMI filtresi ve topraklama ayrıntıları atlanmamalıdır.
Üretici raporlarında yer alan kartlar mühendislik örneği olabilir; her tasarım nihai ürün güvenlik onayı almış anlamına gelmez.
Bu yüzden doğrudan üretim veya günlük kullanıma geçmeden önce izolasyon testi, yük testi, ısıl test, kaçak kontrolü ve EMI değerlendirmesi yapılmalıdır.
Bu dosyaları en verimli kullanma şekli, aynı güç sınıfındaki tasarımları yan yana incelemektir. Örneğin 65 W, 72 W ve 84 W InnoSwitch tasarımları EQ25 ve ATQ28/18 gibi nüve ailelerinin pratikte nasıl seçildiğini gösterir.
106 W, 118 W ve 70 W TOPSwitch-JX örnekleri ise PQ26/25 nüvede farklı çıkış gerilimleri ve güç seviyeleri için sarım karşılaştırması yapmaya uygundur.
140 W ve 180 W örneklerinde güç arttıkça yalnızca flyback trafosunun değil, PFC indüktörünün de tasarımın ana parçası haline geldiği görülür.
Bu nedenle yüksek güçlü adaptör tasarlarken yalnızca kontrol entegresine değil, manyetik elemanların fiziksel yerleşimine, ısınmasına ve sarım kalitesine de bakmak gerekir.
Son Değerlendirme
Power Integrations DER ve RDR dosyaları, doğrudan kopyalanacak basit hobi devreleri olmaktan çok, çalışan profesyonel güç kaynağı örnekleridir.
Şema, PCB, BOM ve test sonuçları değerli olsa da bu arşivin asıl pratik faydası transformatör ve indüktör sarım detaylarını göstermesidir.
RM7, RM8, EQ25, ATQ28/18, PQ26/25, PQ26/20 ve PQ32/30 gibi farklı manyetik yapıların gerçek uygulamalarda nasıl kullanıldığını görmek, SMPS tasarımına veya onarımına ciddi katkı sağlar.
Özellikle flyback transformatör sarmak isteyenler için bu PDF’lerdeki winding instructions ve winding illustrations bölümleri arşivlenmeye değer teknik kaynaktır. Ayrıca Power Integrations referans smps tasarımları arşivi işinize yarar.
