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Conversor Fly-Back de 12 V/3,4 A Usando o FAN7556 (ART821)

Em seu Application Note AN4128 a Fairchild Semiconductor (www.fairchild.com) descreve o modo de utilizar o seu circuito integrado para controle PWM no modo tensão e dá um excelente projeto de demonstração de um conversor Fly-Back que, a partir de uma entrada na rede local fornece uma tensão de saída de 12 V com corrente de 3,4 A. neste artigo fazemos uma breve descrição desse documento que pode ser baixado na íntegra no site da empresa;

 

 

O circuito integrado FAN7556 tem todos os recursos necessários à implementação de um controle para fonte chaveada. Sua configuração básica inclui o UVLO com 6 V de histerese, uma referência para faixa de atuação, o oscilador que pode oscilar até 500 kHz de acordo com o capacitor conectado externamente, um circuito lógico PWM, um driver para gate dos MOSFETs de potência e o circuito de feedback que possui as funções de fonte de corrente e partida suave.

O FAN7556 da Fairchild possui diversas funções adicionais importantes como uma proteção contra sobrecarga, uma proteção contra sobrecorrente e uma proteção contra sobretensão. A função de proteção contra sobrecarga força o circuito a interromper seu funcionamento, se a corrente superar o valor previamente ajustado. O circuito de proteção também impede o funcionamento em caso de estados de transientes, fazendo com um certo intervalo de tempo passe antes do circuito de proteção entrar em ação. O circuito shutdown é configurado por um auto-restard, assim o FAN7556 parte automaticamente quando a Vcc cai para menos de 9 V (tensão de parada). Na figura 1 temos o diagrama de blocos deste circuito integrado.

 

 

 Diagrama de blocos interno do FAN7556 da Fairchild.
Diagrama de blocos interno do FAN7556 da Fairchild.

 

 

Observe no gráfico da figura 2 as características de histerese na partida com baixa corrente apresentada por este circuito integrado. O circuito parte com 15 V mas desliga quando a tensão cai para menos de 9 V.

 

 

Características de partida e parada com baixa corrente do circuito integrado FAN7556.
Características de partida e parada com baixa corrente do circuito integrado FAN7556.

 

 

Na figura 3 mostramos o circuito oscilador, cuja frequência depende apenas do valor do capacitor externo. Este oscilador pode operar em frequências até 500 kHz.

 

 

A frequência do oscilador depende apenas do capacitor externo.
A frequência do oscilador depende apenas do capacitor externo.

 

 

Na gráfico da figura 4 mostramos a dependência da frequência em relação ao capacitor utilizado.

 

Frequência x capacitor para o oscilador do FAN7556.
Frequência x capacitor para o oscilador do FAN7556.

 

Chegamos então a um circuito completo de aplicação para uma fonte chaveada com entrada de 85 V a 265 VAC tanto nas frequências de 50 Hz como 60 Hz e uma saída de 12 V x 3,4 A. O circuito completo é mostrado na figura 5.

 

Circuito de aplicação de um conversor de 40 W para 12 V x 3,4 A.
Circuito de aplicação de um conversor de 40 W para 12 V x 3,4 A.

 

O elemento crítico do projeto é o transformador. Para este componente, no PDF da Fairchild temos todas as informações necessárias ao seu enrolamento. Também encontramos neste documentos informações adicionais importantes como, por exemplo, detalhes do filtro de entrada e outros componentes. A frequência de operação deste circuito é de 100 kHz.

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