Pamata darbs
Tātad šī lieta darbojas, uzglabājot un izmetot enerģiju. Atšķirībā no citiem pārveidotājiem, kas vienkārši iziet no strāvas caur transformatoru, šis vispirms glabā enerģiju kodolā, kad slēdzis ir ieslēgts un kad tas izslēdzas, tas izmet visu to, kas saglabāto enerģiju izvadei.
Kas notiek soli pa solim?
Mainas maiņstrāva nāk, tiek labota un filtrēta:
Mēs saņēmām maģistra maiņstrāvu, vai ne? Tas iet caur tilta taisngriežu, pēc tam tiek pārvērsts par DC un tad liels kondensators to izlīdzina.
DC spriegums pēc labošanas:
Vdc = √ (2) * VAC - VDIODE
Tātad, ja mēs saņēmām 230 V maiņstrāvu, tad šī lieta dod mums aptuveni 325 V DC.
Pārslēgšanās un enerģijas uzglabāšana:
UC2842 piedzina MOSFET slēdzi (teiksim, IRF840 par 230 V elektrotīklu) ar zināmu augstfrekvenci, piemēram, 50–100 kHz.
Kad MOSFET ir ieslēgts, tad strāvas plūsmas transformatora primārajā tinumā un pēc tam enerģija tiek glabāta magnētiskajā kodolā.
Enerģijas izdalīšanās un izejas labošana:
Mosfets izslēdzas, un tagad viss, kas uzglabāja enerģiju, lec uz sekundāro pusi.
Ir ātra diode (UF4007, MUR460 utt.), Kas to labo, un kondensators to izlīdzina.
Tagad mēs saņēmām stabilu līdzstrāvas izvadi, kas bija gatava lietošanai.
Atgriezeniskās saites kontrole un sprieguma regulēšana:
Mēs izjūtam izejas spriegumu, izmantojot optocoupler un TL431 regulatoru.
UC2842 pielāgo savu darba ciklu, lai izejas spriegums būtu vienmērīgs.
Kādas daļas mums vajadzīgas?
Galvenās lietas ķēdē:
- UC2842 PWM IC - darbojas visu izrādi, pārslēdzot MOSFET.
- MOSFET - (piemēram, IRF840) ieslēdz un izslēdz transformatoru.
- Flyback Transformer-individuālā brūce, atkāpšanās spriegums.
- Ātra diode - (UF4007, MUR460 utt.) Bloķē reverso spriegumu.
- Izejas kondensators - saglabā lādiņu, filtrus izvade.
- Snubber shēma-aptur augstsprieguma smaili uz MOSFET.
- Optocoupler (PC817) - izolē un sūta atsauksmes.
- TL431 - kontrolē atgriezeniskās saites spriegumu.
Detalizēts darbs
Tagad, atsaucoties uz UC2842 220V līdz 12 V SMPS pārveidotāja shēmas diagrammai, tas prasa 85 V līdz 265 V maiņstrāvai, pārveido to par 12 V DC 4A. Tas ir plašs izolēts izolēts barošanas avots, kas nozīmē, ka ievadi un izvadi ir pilnībā atdalīti ar transformatoru. Tas ir lieliski piemērots adapteriem, akumulatoru lādētājiem un mazjaudas SMP.
Tāpēc ļaujiet mums redzēt, kas notiek ķēdē soli pa solim.
AC uz līdzstrāvas labošanu un filtrēšanu
Vispirms mēs saņēmām maiņstrāvas elektrotīklu (no 85 V līdz 265 V).
Tas nonāk tilta taisngriežā (d_bridge), kas pārvērš maiņstrāvu pulsējošā DC.
Tad liels kondensators (C_in, 180µF) to izlīdzina un dod mums līdzstrāvas spriegumu (kaut kur no 120 V līdz 375 V līdz DC attiecībā uz ieejas maiņstrāvas spriegumu).
DC sprieguma formula pēc labošanas:
V_dc = √ (2) × v_ac - v_diode
Par 230 V maiņstrāvu mēs saņemam 325 V DC.
UC2842 IC darbība
UC2842 darbībai ir nepieciešams apmēram 10 V līdz 30 V.
Tas iegūst jaudu caur R_Start (100kΩ), kas nokrīt spriegumu no augstsprieguma līdzstrāvas.
Tad ir D_BIAS (diode) un C_vcc (120µF), kas saglabā sprieguma stabilu pie VCC tapas (7. tapa).
Tiklīdz UC2842 sāk pārslēgties, tad tas pats izmanto palīgdarbības tinumu N_A.
Flyback Transformer Action
Šis transformators ir galvenā daļa šeit.
Tam ir trīs tinumi:
Primārais tinums (N_P) - savienots ar MOSFET kanalizāciju.
Papildu tinums (N_A) - pilnvaras UC2842 pēc starta.
Sekundārais tinums (N_S) - nodrošina 12 V izvadi.
Kad ieslēdzas MOSFET (Q_SW), strāva plūst caur N_P tinumu un enerģija tiek saglabāta kodolā.
Kad MOSFET izslēdzas, šī saglabātā enerģija tiek iespiesta sekundārajā tinumā (N_S), un šeit to labo d_out.
Transformatora koeficienti:
N_p: n_s = 10: 1
N_p: n_a = 10: 1
Tas nozīmē, ka sekundārais spriegums ir aptuveni 12 V un ar papildu tinuma spriegumu ir pietiekams, lai saglabātu UC2842 darbību.
Atsauksmes un regulēšana
Izejas spriegumu (12 V DC) uztver ar TL431 programmējamu atsauci.
Tas pielāgo strāvu caur optokoutu, kas nosūta atgriezenisko saiti uz UC2842 VFB tapu (2. tapa).
UC2842 pielāgo MOSFET darba ciklu, lai saglabātu izejas spriegumu stabilu.
MOSFET pārslēgšana un aizsardzība
MOSFET (Q_SW) pārslēdzas ar augstu frekvenci (~ 50-100kHz).
Vārtu rezistors (R_G 10Ω) kontrolē vārtu piedziņas strāvu.
Snubber tīkls (D_CLAMP, C_SNUB, R_SNUB) absorbē lielāko daļu sprieguma tapas, lai aizsargātu MOSFET.
Lai ierobežotu strāvu, lai novērstu bojājumus, tiek izmantots strāvas sensoru rezistors (R_CS, 0,75Ω).
Formula maksimālajai strāvas robežai:
I_peak = 1v / r_cs
Šeit r_cs = 0,75Ω, tātad i_peak ≈ 1,33a.
Izejas labošana un filtrēšana
Kad enerģija pārvietojas uz sekundāro tinumu (N_S), tad tā iziet cauri D_OUT, kas ir ātra atveseļošanās diode.
C_OUT (2200µF) izlīdzina ripples, dodot mums vienmērīgu 12 V DC.
R_LED un R_TLBIAS palīdz kontrolēt TL431.
Izejas pulsācijas sprieguma formula:
V_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
Drošība un izolācija
Optocoupler (PC817 vai ekvivalents) nodrošina, ka starp augstsprieguma pusi un zemsprieguma pusi nav tieša savienojuma.
Snubber ķēde aizsargā IC pret sprieguma tapiem.
Atgriezeniskās saites cilpa ar TL431 nodrošina, ka izlaide paliek stabila un regulēta.
Kā mēs visu aprēķinām
Jaudas aprēķins:
Izejas jauda:
Pout = vout * iout
Ievades jauda (ieskaitot zaudējumus):
Tapa = menca / efektivitāte (ETA)
Efektivitāte parasti ir aptuveni 75–85%.
Primārā puse:
Līdzstrāvas spriegums pēc taisngrieža:
Vdc = √ (2) * VAC - VDIODE 230 V maiņstrāvai, mēs iegūstam 325 V DC.
Primārā strāva:
IPrimary = (2 * tapa) / (vdc * dmax) dmax parasti ir 50–60%.
Transformatora tinuma aprēķins:
Pagriezienu attiecība:
Npri / nsec = (vdc * dmax) / (vout + vdiode)
Primārā induktivitāte:
LPrimary = (vdc * dmax * ts) / iPrimaryts
= 1 / FSW (FSW ir pārslēgšanas frekvence).
Izejas kondensatora izmēra:
Kondensatora vērtība, pamatojoties uz pulsācijas spriegumu:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * vripple)
