సమర్థవంతమైన విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ రూపకల్పన సవాలు కంటే తక్కువ కాదు. ఇప్పటికే SMPS సర్క్యూట్లతో పనిచేసిన వారు ఫ్లైబ్యాక్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ డిజైన్ సమర్థవంతమైన విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ రూపకల్పనలో కీలక పాత్ర పోషిస్తుందని సులభంగా అంగీకరిస్తారు. చాలా సార్లు ఈ ట్రాన్స్ఫార్మర్లు మా డిజైన్‌కు సరిపోయే ఖచ్చితమైన పరామితిలో షెల్ఫ్‌లో అందుబాటులో లేవు. కాబట్టి ఈ ట్రాన్స్ఫార్మర్ డిజైన్ ట్యుటోరియల్ లోమా సర్క్యూట్ డిజైన్ ప్రకారం మా స్వంత ట్రాన్స్ఫార్మర్ను ఎలా నిర్మించాలో నేర్చుకుంటాము. ఈ ట్యుటోరియల్ సిద్ధాంతాన్ని మాత్రమే వర్తింపజేస్తుందని గమనించండి, తరువాత మరొక ట్యుటోరియల్‌లో ప్రాక్టికల్ ఎక్స్‌పోజర్ కోసం పై చిత్రంలో చూపిన విధంగా చేతితో తయారు చేసిన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌తో 5V 2A SMPS సర్క్యూట్‌ను నిర్మిస్తాము. మీరు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌కు పూర్తిగా క్రొత్తగా ఉంటే, దయచేసి ప్రొసీడింగ్స్‌ను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి బేసిక్స్ ఆఫ్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ కథనాన్ని చదవండి.
SMPS ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లోని భాగాలు
ఒక SMPS ట్రాన్స్ఫార్మర్ డిజైన్ వివిధ ఉంది ట్రాన్స్ఫార్మర్ భాగాలు నేరుగా ట్రాన్స్ఫార్మర్ పనితీరు బాధ్యత ఇవి. భాగాలు ఒక ట్రాన్స్ఫార్మర్ లో ప్రస్తుత క్రింద వివరించడం, మేము ప్రతి భాగం యొక్క ప్రాముఖ్యతను తెలుసుకోవడానికి మరియు అది మీ ట్రాన్స్ఫార్మర్ రూపకల్పనకు ఎలా ఎంపిక చేయాలి. ఈ భాగాలు ఇతర సందర్భాల్లో ట్రాన్స్ఫార్మర్లకు కూడా చాలా సందర్భాలలో ఒకే విధంగా ఉంటాయి.
కోర్
SMPS అంటే స్విచ్-మోడ్ విద్యుత్ సరఫరా యూనిట్. SMPS ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క లక్షణాలు అవి పనిచేసే ఫ్రీక్వెన్సీపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటాయి. హై స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఈ అధిక పౌన frequency పున్యంలో చిన్న SMPS ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లను ఎన్నుకునే అవకాశాలను తెరుస్తుంది, SMPS ట్రాన్స్ఫార్మర్లు ఫెర్రైట్ కోర్లను ఉపయోగిస్తాయి.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ కోర్ డిజైన్ ఒక అత్యంత ముఖ్యమైన విషయం ట్రాన్స్ఫార్మర్ నిర్మాణం SMPS ఉంది. కోర్ పదార్థం, కోర్ పరిమాణం మరియు కోర్ రకాన్ని బట్టి ఒక కోర్ వేరే రకం A L (అన్గ్యాప్డ్ కోర్ ఇండక్టెన్స్ కోఎఫీషియంట్) ను కలిగి ఉంటుంది. ప్రాచుర్యం పొందిన కోర్ పదార్థం N67, N87, N27, N26, PC47, PC95, మొదలైనవి. అలాగే, ఫెర్రైట్ కోర్ల తయారీదారు డేటాషీట్‌లో వివరణాత్మక పారామితులను అందిస్తుంది, ఇది మీ ట్రాన్స్ఫార్మర్ కోసం కోర్ ఎంచుకునేటప్పుడు ఉపయోగపడుతుంది.
ఉదాహరణకు, ప్రసిద్ధ కోర్ EE25 యొక్క డేటాషీట్ ఇక్కడ ఉంది.
పై చిత్రం విస్తృతంగా ప్రాచుర్యం పొందిన కోర్ తయారీదారు టిడికె నుండి పిసి 47 పదార్థం యొక్క ఇఇ 25 కోర్ యొక్క డేటాషీట్. ట్రాన్స్ఫార్మర్ నిర్మాణానికి ప్రతి బిట్ సమాచారం అవసరం. ఏదేమైనా, కోర్లకు అవుట్పుట్ వాటేజ్ యొక్క ప్రత్యక్ష సంబంధం ఉంది, అందువల్ల SMPS యొక్క వేర్వేరు వాటేజ్ కోసం వేర్వేరు ఆకారం మరియు కోర్ల పరిమాణం అవసరం.
వాటేజ్‌ను బట్టి కోర్ల జాబితా ఇక్కడ ఉంది. జాబితా 0-100W నిర్మాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. జాబితా యొక్క మూలం పవర్ ఇంటిగ్రేషన్ డాక్యుమెంటేషన్ నుండి తీసుకోబడింది. మీ ట్రాన్స్ఫార్మర్ డిజైన్ కోసం దాని వాటేజ్ రేటింగ్ ఆధారంగా సరైన కోర్ ఎంచుకోవడానికి ఈ పట్టిక ఉపయోగపడుతుంది.
| గరిష్ట అవుట్పుట్ శక్తి | TIW నిర్మాణం కోసం ఫెర్రైట్ కోర్లు | మార్జిన్ గాయం నిర్మాణం కోసం ఫెర్రైట్ కోర్లు |
| 0-10W |
EPC17, EFD15, EE16, EI16, EF15, E187, EE19, EI19 |
EEL16, EF20, EEL19, EPC25, EFD25 |
| 10-20W |
EE19, EI19, EPC19, EF20, EFD20, EE22, EI22 |
EEL19, EPC25, EFD25, EF25 |
| 20-30W | EPC25, EFD25, E24 / 25, EI25, EF25, EI28 |
EPC30, EFD30, EF30, EI30, ETD29, EER28 |
| 30-50W |
EI28, EF30, EI30, ETD29, EER28 |
EI30, ETD29, EER28,
EER28L, EER35 |
| 50-70W |
EER28L, ETD34, EI35, EER35 |
EER28L, ETD34, EER35, ETD39 |
| 70-100W |
EPC30, EFD30, EF30, EI30, ETD29, EER28 |
EER35, ETD39, EER40, E21 |
ఇక్కడ ఈ పదాన్ని, TIW ఉన్నచో ట్రిపుల్ ఇన్సులేట్ వైర్ నిర్మాణం. E కోర్లు అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందాయి మరియు SMPS ట్రాన్స్ఫార్మర్లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఏదేమైనా, E కోర్లలో EE, EI, EFD, ER, వంటి అనేక కేసులు ఉన్నాయి. అవన్నీ 'E' అక్షరం వలె కనిపిస్తాయి, అయితే ప్రతి పదార్ధానికి మధ్య భాగం భిన్నంగా ఉంటుంది. చిత్రాల సహాయంతో ఇ కోర్ల యొక్క సాధారణ రకాలు క్రింద వివరించబడ్డాయి.
EE కోర్
EI కోర్
ER కోర్
EFD కోర్
బొబ్బిన్
ఒక బాబిన్ అంటే కోర్లు మరియు వైండింగ్ల నివాసం. ఒక బాబిన్ ప్రభావవంతమైన వెడల్పును కలిగి ఉంది, ఇది వైర్ వ్యాసాలను మరియు ట్రాన్స్ఫార్మర్ నిర్మాణాన్ని లెక్కించడానికి అవసరం. ఇది మాత్రమే కాదు, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క బాబిన్ కూడా చుక్కల గుర్తును కలిగి ఉంటుంది, ఇది ప్రాధమిక వైండింగ్ల సమాచారాన్ని అందిస్తుంది. సాధారణంగా ఉపయోగించే EE16 ట్రాన్స్ఫార్మర్ బాబిన్ క్రింద చూపబడింది
ప్రాథమిక వైండింగ్
SMPS పరివర్తకం చుట్టలో, ఒక ప్రాధమిక మూసివేసే మరియు ద్వితీయ మూసివేసే ఒక కనీసం అది మరింత ద్వితీయ మూసివేసే లేదా సహాయక మూసివేసే సమయం వాటిని ఉండవచ్చు రూపకల్పన ఆధారంగా ఉంటుంది. ప్రాధమిక వైండింగ్ అనేది ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క మొదటి మరియు లోపలి వైండింగ్. ఇది నేరుగా SMPS యొక్క ప్రాధమిక వైపుకు అనుసంధానించబడి ఉంది. సాధారణంగా ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఇతర వైండింగ్ల కంటే ప్రాధమిక వైపు మూసివేసే సంఖ్య ఎక్కువ. ట్రాన్స్ఫార్మర్లో ప్రాథమిక వైండింగ్ను కనుగొనడం సులభం; ప్రాధమిక వైండింగ్ కోసం ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క డాట్ సైడ్ ను తనిఖీ చేయాలి. ఇది సాధారణంగా మోస్ఫెట్ యొక్క అధిక వోల్టేజ్ వైపు ఉంటుంది.
SMPS స్కీమాటిక్‌లో, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక వైపుకు అనుసంధానించబడిన అధిక వోల్టేజ్ కెపాసిటర్ నుండి అధిక వోల్టేజ్ DC ని మీరు గమనించవచ్చు మరియు మరొక చివర పవర్ డ్రైవర్‌తో (ఇంటర్నల్ మోస్ఫెట్ డ్రెయిన్ పిన్) లేదా ప్రత్యేక హై వోల్టేజ్ MOSFET యొక్క డ్రెయిన్ పిన్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది..
ద్వితీయ వైండింగ్
సెకండరీ వైండింగ్ వోల్టేజ్‌తో పాటు ప్రాధమిక వైపు ఉన్న కరెంట్‌ను అవసరమైన విలువకు మారుస్తుంది. కొన్ని SMPS డిజైన్లలో ట్రాన్స్ఫార్మర్ సాధారణంగా బహుళ ద్వితీయ ఉత్పాదనలను కలిగి ఉన్నందున ద్వితీయ ఉత్పత్తిని కనుగొనడం కొంచెం క్లిష్టంగా ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, SMPS సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ లేదా తక్కువ వోల్టేజ్ వైపు సాధారణంగా ద్వితీయ వైండింగ్కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. ద్వితీయ వైండింగ్ యొక్క ఒక వైపు DC, GND మరియు మరొక వైపు అవుట్పుట్ డయోడ్ అంతటా అనుసంధానించబడి ఉంది.
చర్చించినట్లుగా, ఒక SMPS ట్రాన్స్ఫార్మర్ బహుళ ఫలితాలను కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల ఒక SMPS ట్రాన్స్ఫార్మర్ బహుళ ద్వితీయ వైండింగ్లను కలిగి ఉంటుంది.
సహాయక వైండింగ్‌లు
డ్రైవర్ ఐసికి శక్తినిచ్చే డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌కు అదనపు వోల్టేజ్ మూలం అవసరమయ్యే వివిధ రకాల SMPS డిజైన్ ఉన్నాయి. డ్రైవర్ సర్క్యూట్‌కు ఈ అదనపు వోల్టేజ్‌ను అందించడానికి సహాయక వైండింగ్ ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, మీ డ్రైవర్ IC 12V లో పనిచేస్తుంటే, SMPS ట్రాన్స్ఫార్మర్లో ఈ IC ని శక్తివంతం చేయడానికి ఉపయోగపడే అవుట్పుట్ వైండింగ్ ఉంటుంది.
ఇన్సులేషన్ టేప్
ట్రాన్స్ఫార్మర్లకు వేర్వేరు వైండింగ్ల మధ్య విద్యుత్ కనెక్షన్ లేదు. అందువల్ల, వేర్వేరు వైండింగ్లను చుట్టే ముందు, ఇన్సులేషన్ టేపులను వేరుచేయడానికి వైండింగ్ల చుట్టూ చుట్టడం అవసరం. సాధారణ పాలిస్టర్ అవరోధ టేపులను వివిధ రకాల బాబిన్‌ల కోసం వేర్వేరు వెడల్పుతో ఉపయోగిస్తారు. టేపుల మందాలు ఇన్సులేషన్ అందించడానికి 1-2 మిల్లు ఉండాలి.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ డిజైన్ స్టెప్స్:
ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లోని ప్రాథమిక అంశాలు ఇప్పుడు మనకు తెలుసు, మన స్వంత ట్రాన్స్ఫార్మర్ను రూపొందించడానికి ఈ క్రింది దశలను అనుసరించవచ్చు
దశ 1 : కావలసిన అవుట్పుట్ కోసం సరైన కోర్ని కనుగొనండి. పై విభాగంలో జాబితా చేయబడిన కుడి కోర్లను ఎంచుకోండి.
దశ 2 : ప్రాథమిక మరియు ద్వితీయ మలుపులను కనుగొనడం.
ప్రాథమిక మరియు ద్వితీయ మలుపులు ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు ఇతర పారామితులపై ఆధారపడి ఉంటాయి. ట్రాన్స్ఫార్మర్ డిజైన్ సూత్రం ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ మలుపులు కింది లెక్కించేందుకు
ఎక్కడ,
N p అనేది ప్రాధమిక మలుపులు, N లు ద్వితీయ మలుపులు, Vmin కనీస ఇన్పుట్ వోల్టేజ్, Vds అనేది పవర్ మోస్ఫెట్ యొక్క సోర్స్ వోల్టేజ్కు ప్రవహిస్తుంది, Vo అనేది అవుట్పుట్ వోల్టేజ్
Vd అనేది అవుట్పుట్ డయోడ్లు ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్
మరియు Dmax గరిష్ట విధి చక్రం.
అందువల్ల, ప్రాథమిక మరియు ద్వితీయ మలుపులు ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు మలుపుల నిష్పత్తిని కలిగి ఉంటాయి. పై లెక్క నుండి నిష్పత్తిని సెట్ చేయవచ్చు మరియు ద్వితీయ మలుపులను ఎంచుకోవడం ద్వారా, ప్రాధమిక మలుపులను తెలుసుకోవచ్చు. ద్వితీయ వైండింగ్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్కు 1 మలుపులు ఉపయోగించడం మంచి పద్ధతి.
దశ 3: ట్రాన్స్ఫార్మర్స్ ప్రాధమిక ఇండక్టెన్స్ను కనుగొనడం తదుపరి దశ. ఈ క్రింది ఫార్ములా ద్వారా లెక్కించవచ్చు,
ఎక్కడ, P 0 అనేది అవుట్పుట్ శక్తి, z అనేది నష్ట కేటాయింపు కారకం, n సామర్థ్యం, f s అనేది మారే పౌన frequency పున్యం, I p గరిష్ట ప్రాధమిక ప్రవాహం, K RP అనేది అలల ప్రవాహం నుండి గరిష్ట నిష్పత్తి.
దశ 4: తదుపరి దశ కావలసిన గ్యాప్డ్ కోర్ కోసం సమర్థవంతమైన ఇండక్టెన్స్ను కనుగొనడం.
పై చిత్రం గ్యాప్డ్ కోర్ ఏమిటో చూపిస్తుంది. గ్యాపింగ్ అనేది కోర్ల ప్రాధమిక ఇండక్టెన్స్ విలువను కావలసిన విలువకు తగ్గించే ఒక టెక్నిక్. కోర్ తయారీదారులు కావలసిన A LG రేటింగ్ కోసం గ్యాప్డ్ కోర్‌ను అందిస్తారు. విలువ అందుబాటులో లేకపోతే, కోర్ల మధ్య స్పేసర్లను జోడించవచ్చు లేదా కావలసిన విలువను పొందడానికి దాన్ని రుబ్బుకోవచ్చు.
దశ 5: తదుపరి దశ ప్రాథమిక మరియు ద్వితీయ తీగల యొక్క వ్యాసాన్ని తెలుసుకోవడం. ప్రాథమిక వైర్ల వ్యాసం మిల్లీమీటర్లలో ఉంటుంది
ఇక్కడ, BW E ప్రభావవంతమైన బాబిన్ వెడల్పు మరియు N p అనేది ప్రాధమిక మలుపుల సంఖ్య.
ద్వితీయ తీగలు యొక్క వ్యాసం మిల్లీమీటర్లు లో is-
BW E అనేది ప్రభావవంతమైన బాబిన్ వెడల్పు, N S ద్వితీయ మలుపుల సంఖ్య, మరియు M రెండు వైపులా మార్జిన్. వైర్లు AWG లేదా SWG ప్రమాణంలో మార్చాలి.
ద్వితీయ కండక్టర్ కోసం, చర్మ ప్రభావం పెరుగుదల కారణంగా 26 AWG కన్నా పెద్దది అనుమతించబడదు. అటువంటప్పుడు సమాంతర వైర్లు నిర్మించవచ్చు. సమాంతర వైర్ వైండింగ్‌లో, ద్వితీయ వైపు రెండు కంటే ఎక్కువ వైర్లు అవసరం అయినప్పుడు, ప్రతి వైర్ యొక్క వ్యాసం ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైపు సులభంగా మూసివేయడానికి అసలు సింగిల్ వైర్ విలువ తరపున ఉంటుంది. అందువల్ల మీరు ఒకే కాయిల్‌పై డ్యూయల్ వైర్లు కలిగి ఉన్న కొన్ని ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లను కనుగొంటారు.
ఇదంతా SMPS ట్రాన్స్ఫార్మర్ రూపకల్పన గురించి. క్లిష్టమైన డిజైన్-సంబంధిత సంక్లిష్టత కారణంగా, శక్తి సమైక్యత కోసం PI నిపుణుడు లేదా ST నుండి వైపర్ వంటి SMPS డిజైన్ సాఫ్ట్‌వేర్ అవసరమైన విధంగా SMPS ట్రాన్స్ఫార్మర్ను మార్చడానికి మరియు కాన్ఫిగర్ చేయడానికి సాధనాలు మరియు ఎక్సెల్స్‌ను అందిస్తుంది. మరింత ప్రాక్టికల్ ఎక్స్‌పోజర్ పొందడానికి మీరు ఇప్పటివరకు చర్చించిన పాయింట్లను ఉపయోగించి మా స్వంత ట్రాన్స్ఫార్మర్ను నిర్మించడానికి పిఐ ఎక్స్‌పర్ట్‌ను ఉపయోగించిన ఈ 5 వి 2 ఎ ఎస్‌ఎమ్‌పిఎస్ డిజైన్ ట్యుటోరియల్‌ను తనిఖీ చేయవచ్చు.
మీరు ట్యుటోరియల్ అర్థం చేసుకున్నారని మరియు క్రొత్తదాన్ని నేర్చుకోవడం ఆనందించారని ఆశిస్తున్నాము, మీకు ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే వాటిని వ్యాఖ్య విభాగంలో ఉంచడానికి సంకోచించకండి లేదా వేగంగా ప్రతిస్పందన కోసం ఫోరమ్‌లలో పోస్ట్ చేయండి.