Основная работа
Так что эта вещь работает, храня и сбрасывая энергию. В отличие от других преобразователей, которые просто пропускают мощность через трансформатор, сначала хранит энергию в ядре, когда переключатель включен и когда он выключает, он бросает всю эту хранимую энергию на выход.
Что происходит шаг за шагом?
Приходит сетевой кондиционер, исправляется и отфильтрован:
У нас есть сетевой кондиционер, верно? Он проходит через выпрямитель моста, затем превращается в DC, а затем большой конденсатор сглаживает его.
Напряжение постоянного тока после выпрямления:
Vdc = √ (2) * Vac - vdiode
Так что, если мы получили 230 В переменного тока, то эта штука дает нам примерно 325 В.К.
Переключение и хранение энергии:
UC2842 управляет переключателем MOSFET (допустим, IRF840 для сети 230 В) на высокой частоте, как 50-100 кГц.
Когда MOSFET включен, то ток течет в первичной обмотке трансформатора, а впоследствии энергия хранится в магнитном ядре.
Энергетическая выброс и выходное выпрямление:
MOSFET выключается, и теперь все, что сохраненная энергия прыгает на вторичную сторону.
Существует быстрый диод (UF4007, MUR460 и т. Д.), Который исправляет его, и конденсатор сглаживает его.
Теперь мы получили стабильный вывод постоянного тока, готовый для использования.
Контроль обратной связи и регулирование напряжения:
Мы чувствуем выходное напряжение, используя оптокуплер и регулятор TL431.
UC2842 корректирует свой рабочее цикл, чтобы сохранить выходное напряжение устойчивым.
Какие части нам нужны?
Основные вещи в цепи:
- UC2842 PWM IC - запускает все шоу, переключая MOSFET.
- Mosfet - (как IRF840) включает и выключает трансформатор.
- Трансформатор Flayback-настраиваемое, понижающее напряжение.
- Быстрый диод - (UF4007, MUR460 и т. Д.) Блокирует обратное напряжение.
- Выходной конденсатор - хранит заряд, фильтры вывод.
- Схема Snubber-останавливает высоковольтные шипы на MOSFET.
- OptoCoupler (PC817) - изоляты и отправляет обратную связь.
- TL431 - Управление напряжением обратной связи.
Подробная работа
Теперь ссылаясь на схему схемы преобразователя SMPS UC2842 до 12 В, она занимает 85 В в 265 В переменного тока, преобразует его в 12 В постоянного тока при 4А. Это широко входной источник питания, что означает, что вход и выход полностью разделены трансформатором. Он идеально подходит для адаптеров, зарядных устройств и SMP с низким энергопотреблением.
Итак, давайте посмотрим, что происходит в цепи шаг за шагом.
AC в DC исправление и фильтрация
Сначала мы получили сеть AC (85 В до 265 В).
Это входит в выпрямитель моста (D_BRIDGE), который преобразует AC в пульсирующий DC.
Затем большой конденсатор (C_IN, 180 мкф) сглаживает его и дает нам напряжение постоянного тока (где -то от 120 В постоянного тока до 375 В постоянного тока в отношении входного напряжения переменного тока).
Формула для напряжения постоянного тока после исправления:
V_dc = √ (2) × v_ac - v_diode
За 230 В переменного тока мы получаем 325 В.
Питание IC UC2842
UC2842 нуждается в 10 В до 30 В, чтобы запустить.
Он получает питание через r_start (100 кОм), который отбрасывает напряжение от высоковольтного постоянного тока.
Затем есть D_BIAS (диод) и C_VCC (120 мкф), которые сохраняют напряжение стабильным на контакте VCC (контакт 7).
Как только UC2842 начинает переключаться, он самостоятельно использует вспомогательную обмотку N_A.
Действие трансформатора Flybact
Этот трансформатор является главной частью здесь.
У него три обмотки:
Первичная обмотка (N_P) - подключено к сливке MOSFET.
Вспомогательная обмотка (N_A) - Powers UC2842 после запуска.
Вторичная обмотка (N_S) - обеспечивает выход 12 В.
Когда MOSFET (Q_SW) включается, то ток протекает через обмотку N_P, а энергия хранится в ядре.
Когда MOSFET выключается, тогда эта накопленная энергия подталкивается ко вторичной обмотке (N_S), и здесь она исправляется D_OUT.
Соотношения трансформатора:
N_p: n_s = 10: 1
N_p: n_a = 10: 1
Это означает, что вторичное напряжение составляет около 12 В, а оплота вспомогательного обмотки достаточно, чтобы поддерживать работу UC2842.
Обратная связь и регулирование
Выходное напряжение (12 В постоянного тока) определяется программируемой ссылкой TL431.
Он настраивает ток через OptoCoupler, который отправляет обратную связь на контакт VFB UC2842 (вывод 2).
UC2842 регулирует рабочее цикл MOSFET, чтобы сохранить стабильное выходное напряжение.
Переключение и защита мосфета
MOSFET (Q_SW) выполняет переключение на высокой частоте (~ 50-100 кГц).
Резистор затвора (R_G 10 Ом) управляет током привода затвора.
Snubber Network (D_CLAMP, C_SNUB, R_SNUB) поглощает большую часть пиков напряжения для защиты MOSFET.
Резистор для зондирования тока (R_CS, 0,75 Ом) используется для ограничения пикового тока для предотвращения повреждения.
Формула для предела пикового тока:
I_peak = 1V / r_cs
Здесь, r_cs = 0,75 Ом, так что i_peak ≈ 1,33a.
Выходное выпрямление и фильтрация
Как только энергия перейдет во вторичную обмотку (N_S), она проходит через D_OUT, который представляет собой диод быстрого восстановления.
C_OUT (2200 мкф) сглаживает рябь, давая нам постоянный 12 В постоянного тока.
R_LED и R_TLBIAS помогает контролировать TL431.
Выходная формула напряжения волны:
V_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
Безопасность и изоляция
OptoCoupler (PC817 или эквивалент) гарантирует, что между высокой напряженной и низкой напряженной стороной и низким напряжением нет прямой связи.
Схема Snubber защищает IC от пиков напряжения.
Цикл обратной связи с TL431 гарантирует, что выход остается стабильным и регулируемым.
Как мы все рассчитываем
Расчет мощности:
Выходная мощность:
POUT = Vout * IOUT
Входная мощность (включая потери):
PIN = надутый / эффективность (ETA)
Эффективность обычно составляет около 75-85%.
Основная сторона:
Напряжение постоянного тока после выпрямителя:
Vdc = √ (2) * Vac - Vdiode Для 230 В переменного тока мы получаем 325 В постоянного тока.
Первичный ток:
IPrimary = (2 * PIN) / (VDC * DMAX) DMAX обычно составляет 50-60%.
Расчет обмотки трансформатора:
Соотношение поворотов:
Npri / nsec = (vdc * dmax) / (vout + vdiode)
Первичная индуктивность:
Lprimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts
= 1 / FSW (FSW - это частота переключения).
Выходные конденсаторные размеры:
Значение конденсатора на основе трансплексного напряжения:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * vripple)
