Pagrindinis darbas
Taigi šis dalykas veikia kaupiant ir išmetant energiją. Skirtingi nuo kitų keitiklių, kurie tiesiog praeina per transformatorių, šis pirmiausia kaupia energiją šerdyje, kai įjungtas jungiklis, o kai jis išsijungia, tada jis išmeta visą tą energiją į išvestį.
Kas atsitiks žingsnis po žingsnio?
Mains AC patenka, ištaisomas ir filtruojamas:
Gavome „Mains AC“, tiesa? Jis eina per tilto lygintuvą, tada virsta DC ir tada didelis kondensatorius jį išlygina.
DC įtampa po taisymo:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode
Taigi, jei gavome 230 V kintamąjį, tada šis dalykas suteikia mums maždaug 325 V nuolatinę srovę.
Perjungimas ir energijos kaupimas:
UC2842 varo MOSFET jungiklį (tarkime, IRF840 už 230 V tinklą) tam tikru aukštu dažniu, pavyzdžiui, 50–100 kHz.
Kai MOSFET yra įjungtas, tada srovė teka pirminėje transformatoriaus apvijoje ir vėliau energija kaupiama magnetinėje šerdyje.
Energijos išsiskyrimas ir išvesties taisymas:
„Mosfet“ išsijungia ir dabar visa tai, kas kaupiama energija, šokinėja į antrinę pusę.
Yra greitas diodas (UF4007, MUR460 ir kt.), Kuris jį ištaiso, o kondensatorius jį išlygina.
Dabar mes gavome stabilų nuolatinės srovės išvestį, paruoštą naudoti.
Grįžtamojo ryšio kontrolė ir įtampos reguliavimas:
Mes suprantame išėjimo įtampą, naudodamiesi optOCougler ir TL431 reguliatoriumi.
UC2842 koreguoja savo darbo ciklą, kad išėjimo įtampa būtų pastovi.
Kokių dalių mums reikia?
Pagrindiniai dalykai grandinėje:
- UC2842 PWM IC - paleidžia visą laidą, perjungdamas MOSFET.
- MOSFET - (kaip ir IRF840) įjungia ir išjungia transformatorių.
- „Fleack Transformer“-„Custom Lound“, „Atsiskyrimo įtampa“.
- Greitas diodas - (UF4007, MUR460 ir kt.) Užblokuoja atvirkštinę įtampą.
- Išvesties kondensatorius - parduotuvių mokestis, filtrų išvestis.
- „Snubber“ grandinė-sustabdo aukštos įtampos smaigalius ant MOSFET.
- „OpToCoUpler“ (PC817) - izoliuoja ir siunčia atsiliepimus.
- TL431 - kontroliuoja grįžtamojo ryšio įtampą.
Išsamus darbas
Dabar, kalbant apie UC2842 220 V iki 12 V SMPS keitiklio grandinės schemą, reikia nuo 85 V iki 265 V kintamosios srovės, konvertuojama į 12 V DC 4A. Tai yra plačiai izoliuotas maitinimo šaltinis, tai reiškia, kad įvestį ir išvestį visiškai atskirti transformatorius. Tai puikiai tinka adapteriams, akumuliatoriaus įkrovikliams ir mažos galios SMP.
Taigi pažiūrėkime, kas žingsnis po žingsnio vyksta grandinėje.
Kintama iki nuolatinės srovės ištaisymo ir filtravimo
Pirmiausia gavome „AC“ tinklą (nuo 85 V iki 265 V).
Tai patenka į tilto lygintuvą (d_bridge), kuris paverčia AC į pulsuojančią nuolatinę srovę.
Tada didelis kondensatorius (C_IN, 180 µF) jį išlygina ir suteikia mums nuolatinės įtampos (kažkur nuo 120 V iki 375 V nuolatinės srovės, atsižvelgiant į įvesties kintamos įtampos atžvilgiu).
DC įtampos formulė po taisymo:
V_dc = √ (2) × v_ac - v_diode
Dėl 230 V kintamosios srovės gauname 325 V DC.
UC2842 IC maitinimas
Norint paleisti UC2842, reikia maždaug nuo 10 V iki 30 V.
Jis gauna galią per „R_Start“ (100kΩ), kuris nutraukia įtampą iš aukštos įtampos nuolatinės srovės.
Tada yra D_BIAS (diodas) ir C_VCC (120 µF), kuris palaiko stabilią įtampą ties VCC kaiščiu (7 kaištis).
Kai UC2842 pradės perjungti, tada jis yra savarankiškai naudodamas pagalbinį apvijos N_A.
„Flyback Transformer“ veiksmas
Šis transformatorius yra pagrindinė dalis čia.
Jis turi tris apvijas:
Pirminė apvija (N_P) - prijungta prie MOSFET kanalizacijos.
Pagalbinė apvija (N_A) - „Powers UC2842“ po paleidimo.
Antrinė apvija (N_S) - suteikia 12 V išėjimą.
Kai įjungia MOSFET (Q_SW), srovė teka per N_P apviją ir energija yra kaupiama šerdyje.
Kai MOSFET išsijungia, ši kaupiama energija įstumiama į antrinę apviją (N_S) ir čia ji ištaisoma D_OUT.
Transformatoriaus santykis:
N_p: n_s = 10: 1
N_p: n_a = 10: 1
Tai reiškia, kad antrinės įtampos yra apie 12 V, o pakanka pagalbinės apvijos įtampos, kad UC2842 veiktų.
Atsiliepimai ir reguliavimas
Išėjimo įtampą (12 V DC) juntama TL431 programuojama nuoroda.
Tai sureguliuoja srovę per „OpToCoUpler“, kuris siunčia grįžtamąjį ryšį UC2842 VFB PIN (2 kaištis).
UC2842 koreguoja MOSFET darbo ciklą, kad išėjimo įtampa būtų stabili.
MOSFET perjungimas ir apsauga
MOSFET (Q_SW) perjungia aukštą dažnį (~ 50–100 kHz).
Vartų rezistorius (R_G 10Ω) valdo vartų pavaros srovę.
„Snubber Network“ (D_CLAMP, C_SNUB, R_SNUB) sugeria didžiąją dalį įtampos smaigalių, kad apsaugotų MOSFET.
Norint apriboti didžiausią srovę, kad būtų išvengta pažeidimo, naudojamas dabartinis jutimo rezistorius (R_CS, 0,75Ω).
Didžiausios srovės ribos formulė:
I_peak = 1v / r_cs
Čia r_cs = 0,75Ω, taigi I_peak ≈ 1,33a.
Išvesties taisymas ir filtravimas
Kai energija pereina į antrinę apviją (N_S), ji eina per D_OUT, kuris yra greitas atkūrimo diodas.
C_OUT (2200 µF) išlygina virpesius, suteikdami mums pastovų 12 V nuolatinės srovės.
R_LED ir R_TLBIAS padeda valdyti TL431.
Išėjimo virpėjimo įtampos formulė:
V_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
Saugumas ir izoliacija
„OptoCoUpler“ (PC817 arba lygiavertis) užtikrina, kad tarp aukštos įtampos pusės ir žemos įtampos pusės nėra tiesioginio ryšio.
„Snubber“ grandinė apsaugo IC nuo įtampos smaigalių.
Grįžtamasis ryšys su TL431 užtikrina, kad išėjimas išliks stabilus ir reguliuojamas.
Kaip mes viską apskaičiuojame
Galios skaičiavimas:
Išvesties galia:
Pout = vout * iout
Įvesties galia (įskaitant nuostolius):
PIN = pout / efektyvumas (ETA)
Paprastai efektyvumas yra apie 75–85%.
Pagrindiniai šalutiniai dalykai:
DC įtampa po lygintuvo:
VDC = √ (2) * VAC - VDIODAS 230 V AC, mes gauname 325 V DC.
Pirminė srovė:
Iprimary = (2 * PIN) / (VDC * Dmax) Dmax paprastai yra 50–60%.
Transformatoriaus apvijos skaičiavimas:
Posūkio santykis:
Npri / nsec = (vdc * dmax) / (vout + vdiode)
Pirminis induktyvumas:
Lprimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts
= 1 / FSW (FSW perjungia dažnį).
Išvesties kondensatoriaus dydis:
Kondensatoriaus vertė, pagrįsta „Ripple“ įtampa:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * vripple)
