Alapvető munka
Tehát ez a dolog az energia tárolásával és dömpingjével működik. Más olyan átalakítóktól eltérő, amelyek csak egy transzformátoron haladnak át, ez az első az energiát a magban tárolja, amikor a kapcsoló be van kapcsolva, és amikor kikapcsol, akkor az összes tárolt energiát a kimenetre dobja.
Mi történik lépésről lépésre?
Megvan a hálózati AC, igaz? Átmegy egy híd egyenirányítón, majd DC -ként alakul, majd egy nagy kondenzátor simítja.
A DC feszültség a helyesbítés után:
VDC = √ (2) * Vac - Vdiode
Tehát ha 230 V AC -t kaptunk, akkor ez a dolog nagyjából 325 V DC -t ad nekünk.
Kapcsoló és energia tárolás:
Az UC2842 egy MOSFET kapcsolót hajt (mondjuk, hogy az IRF840 230 V-os hálózathoz) magas frekvencián, például 50-100 kHz-en.
Amikor a MOSFET be van kapcsolva, akkor az áram áramlik a transzformátor elsődleges tekercsében, és ezt követően az energiát a mágneses magban tárolják.
Energiaválasztás és kimenetek kimenetelése:
A MOSFET kikapcsol, és most az összes tárolt energia a másodlagos oldalra ugrik.
Van egy gyors dióda (UF4007, MUR460 stb.), Amely megjavítja azt, és egy kondenzátor simítja azt.
Most kaptunk egy stabil DC kimenetet a használatra.
Visszajelzés -szabályozás és feszültségszabályozás:
Az optocoupler és a TL431 szabályozó segítségével érzékeljük a kimeneti feszültséget.
Az UC2842 beállítja a szolgálati ciklusát, hogy a kimeneti feszültség állandó maradjon.
Milyen alkatrészekre van szükségünk?
Fő cucc az áramkörben:
- UC2842 PWM IC - A teljes műsort futtatja, és váltja a MOSFET -et.
- MOSFET - (mint például az IRF840), be- és kikapcsolja a transzformátort.
- Flyback Transformer-Egyéni seb, lefelé mutató feszültség.
- Gyors dióda - (UF4007, MUR460 stb.) Blokkolja a fordított feszültséget.
- Kimeneti kondenzátor - Tárolók töltése, szűrők kimenete.
- Snubber áramkör-megállítja a nagyfeszültségű tüskéket a MOSFET-en.
- OptoCoupler (PC817) - izolátumok és visszajelzések küldése.
- TL431 - Vezérli a visszacsatolás feszültségét.
Részletes munka
Most, hogy az UC2842 220 V - 12 V SMPS konverter áramköri diagramra utal, 85 V - 265 V AC -t vesz igénybe, átalakítja azt 12 V -os DC -re 4A -nál. Ez egy széles körű izolált tápegység, azaz a bemenetet és a kimenetet teljesen elválasztja a transzformátor. Kiválóan alkalmas adapterekhez, akkumulátor-töltőkhöz és alacsony teljesítményű SMP-khez.
Tehát lássuk, mi történik az áramkörben lépésről lépésre.
AC -DC -reláció és szűrés
Először kaptunk AC hálózatot (85 V - 265 V).
Ez bekerül egy híd egyenirányítóba (D_bridge), amely az AC -t pulzáló DC -ként alakítja át.
Ezután egy nagy kondenzátor (C_IN, 180 µF) simítja azt és DC feszültséget ad nekünk (valahol 120 V DC -től 375 V DC között a bemeneti AC feszültségnél).
A DC feszültség képlete a helyesbítés után:
230 V AC esetén 325 V DC -t kapunk.
Az UC2842 IC táplálása
Az UC2842 -nek körülbelül 10 V -ig kell futtatni.
Teljesítményt kap az R_START (100KΩ) révén, amely a feszültséget a nagyfeszültségű DC-ből dobja el.
Ezután ott van a D_bias (dióda) és a C_VCC (120 µF), amely a VCC PIN -n (7. érintkező) tartja a feszültséget.
Miután az UC2842 elkezdi a váltást, akkor az önmagát az N_A kiegészítő tekercseléssel használja.
Flyback transzformátor akció
Ez a transzformátor a fő része itt.
Három tekercse van:
Elsődleges tekercs (N_P) - csatlakoztatva a MOSFET lefolyóhoz.
Kiegészítő tekercs (N_A) - Az UC2842 hatalma az indulás után.
Másodlagos tekercs (N_S) - 12 V kimenetet biztosít.
Amikor a MOSFET (Q_SW) bekapcsol, akkor az áram az N_P tekercsén átáramlik, és az energia tárolódik a magban.
Amikor a MOSFET kikapcsol, akkor ezt a tárolt energiát a másodlagos tekercshez (N_S) tolja be, és itt a D_OUT kijavítja.
Transzformátor arányok:
N_P: N_S = 10: 1
N_P: N_A = 10: 1
Ez azt jelenti, hogy a másodlagos feszültség körülbelül 12 V, és a kiegészítő tekercses feszültség elegendő az UC2842 futtatásához.
Visszajelzés és szabályozás
A kimeneti feszültséget (12 V DC) egy TL431 programozható referencia érzékeli.
Az áramot egy optocoupler segítségével állítja be, amely visszajelzést küld az UC2842 VFB PIN -nek (2. tű).
Az UC2842 beállítja a MOSFET üzemi ciklusát, hogy a kimeneti feszültség stabil maradjon.
MOSFET váltás és védelem
A MOSFET (Q_SW) magas frekvenciájú (~ 50-100 kHz) váltást végez.
A kapu ellenállás (R_G 10Ω) vezérli a kapu meghajtó áramát.
A Snubber Network (D_CLAMP, C_SNUB, R_SNUB) elnyeli a legnagyobb feszültség tüskéket a MOSFET védelme érdekében.
A károsodás megakadályozására egy áramérzékelési ellenállást (R_CS, 0,75Ω) használunk a csúcsáram korlátozására.
Képlet a csúcsáram -határértékhez:
I_peak = 1v / r_cs
Itt R_CS = 0,75Ω, tehát i_peak ≈ 1,33a.
Kimeneti kimeneti javítás és szűrés
Amint az energia elmozdul a másodlagos tekercshez (N_S), akkor a D_OUT -n megy keresztül, amely egy gyors helyreállítási dióda.
A C_OUT (2200 µF) simítja a hullámokat, így állandó 12 V DC -t ad nekünk.
Az R_LED és az R_TLBIAS segít a TL431 szabályozásában.
Kimeneti fodrozódás feszültség -képlet:
V_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
Biztonság és elszigeteltség
Az OptoCoupler (PC817 vagy azzal egyenértékű) biztosítja, hogy nincs közvetlen kapcsolat a nagyfeszültségű és az alacsony feszültségű oldal között.
A Snubber áramkör védi az IC -t a feszültség tüskékkel szemben.
A TL431 -es visszacsatolási hurok biztosítja, hogy a kimenet stabil és szabályozott maradjon.
Hogyan számolunk mindent
Teljesítmény kiszámítása:
Kimeneti teljesítmény:
Pout = vout * iout
Bemeneti teljesítmény (beleértve a veszteségeket):
Pin = Pout / hatékonyság (ETA)
A hatékonyság általában 75-85% körüli.
Elsődleges oldalsó cucc:
DC feszültség egyenirányító után:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode 230 V AC -hoz 325 V DC -t kapunk.
Elsődleges áram:
IPrimary = (2 * PIN) / (VDC * DMAX) A DMAX általában 50-60%.
Transzformátor tekercselés számítása:
Fordulási arány:
NPRI / NSEC = (VDC * DMAX) / (Vout + Vdiode)
Elsődleges induktivitás:
Lprimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts
= 1 / FSW (az FSW váltási frekvencia).
Kimeneti kondenzátor méretezése:
Kondenzátor értéke a fodrozódás feszültségén alapul:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * vripple)
