Osnovno delo
Torej ta stvar deluje s shranjevanjem in odmetavanjem energije. Različni od drugih pretvornikov, ki samo prenašajo moč skozi transformator, ta najprej shrani energijo v jedru, ko je stikalo vklopljeno in ko se izklopi, nato vrže vso to energijo na izhod.
Kaj se zgodi korak za korakom?
Prihaja omrežje AC, popravi in filtrira:
Imamo omrežje AC, kajne? Gre skozi mostni usmernik, nato pa se spremeni v DC in nato velik kondenzator zgladi.
DC napetost po popravljanju:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode
Če imamo 230 V AC, nam ta stvar daje približno 325 V DC.
Skladiščenje in shranjevanje energije:
UC2842 poganja stikalo MOSFET (recimo IRF840 za 230V omrežje) pri nekaterih visokofrekvenci, kot je 50-100 kHz.
Ko je MOSFET vklopljen, se tok tok v primarni naviji transformatorja in se naknadno shrani energija v magnetnem jedru.
Sprostitev energije in izhodna popravljanje:
Mosfet se izklopi in zdaj je vse, kar je shranilo energijsko skoke na sekundarno stran.
Obstaja hitra dioda (UF4007, MUR460 itd.), Ki jo namesti in kondenzator zgladi.
Zdaj smo za uporabo pripravljeni stabilen DC izhod.
Krmiljenje povratnih informacij in regulacija napetosti:
Začutimo izhodno napetost z uporabo opto -ulzerja in regulatorja TL431.
UC2842 prilagodi svoj delovni cikel, da se izhodna napetost ohranja stabilna.
Katere dele potrebujemo?
Glavne stvari v vezju:
- UC2842 PWM IC - zažene celotno oddajo in preklopi MOSFET.
- MOSFET - (kot IRF840) vklopi in izklopi transformator.
- Flyback Transformator-po meri, napetost, napetost.
- Hitra dioda - (UF4007, MUR460 itd.) Blokira vzvratno napetost.
- Izhodni kondenzator - shranjuje polnjenje, filtrirajo izhod.
- Snubber Circuit-ustavi visokonapetostne trne na MOSFET.
- OptoCouler (PC817) - izolira in pošlje povratne informacije.
- TL431 - nadzoruje povratno napetost.
Podrobno delo
Zdaj se nanaša na diagram vezja pretvornika UC2842 220V do 12V SMPS, traja od 85V do 265V AC, pretvori v 12V DC pri 4A. To je izolirano napajanje s širokim vhodom, kar pomeni, da sta vhod in izhod v celoti ločena s transformatorjem. Kot nalašč je za adapterje, polnilnike za baterije in SMP z nizko močjo.
Torej, poglejmo, kaj se dogaja v vezju korak za korakom.
AC do DC napravo in filtriranje
Najprej smo dobili omrežje AC (85V do 265V).
To gre v mostni usmernik (D_Bridge), ki pretvori AC v pulzirajoč DC.
Nato ga velik kondenzator (C_IN, 180 µF) zgladi in nam daje DC napetost (nekje med 120 V dc do 375V DC glede na vhodno napetost).
Formula za DC napetost po popravljanju:
V_dc = √ (2) × v_ac - v_diode
Za 230V AC dobimo 325V DC.
Napajanje UC2842 IC
UC2842 potrebuje približno 10 V do 30V za zagon.
Moč dobiva z R_Start (100kΩ), ki spusti napetost iz visokonapetostnega DC-ja.
Potem sta tu še d_bias (dioda) in C_VCC (120 µF), ki ohranjata napetost pri VCC pin (pin 7).
Ko UC2842 začne preklapljanje, potem se samosipa s pomočjo pomožnega vijuganja n_a.
Akcija Flyback Transformer
Ta transformator je glavni del tukaj.
Ima tri navitja:
Primarno navijanje (N_P) - povezano z MOSFET odtokom.
Pomožno navijanje (N_A) - Powers UC2842 po zagonu.
Sekundarno navijanje (N_S) - zagotavlja 12V izhod.
Ko se MOSFET (Q_SW) vklopi, se tok teče skozi navijanje N_P in se v jedru shrani.
Ko se MOSFET izklopi, se ta shranjena energija potisne v sekundarno navijanje (N_S) in tu ga odpravi D_OUT.
Razmerja transformatorjev:
N_p: n_s = 10: 1
N_p: n_a = 10: 1
To pomeni, da je sekundarna napetost približno 12V, pomožna napetost navijanja pa je dovolj, da UC2842 deluje.
Povratne informacije in ureditev
Izhodna napetost (12V DC) zaznava programirljivo referenco TL431.
Prilagodi tok skozi optoOupler, ki pošlje povratne informacije na VFB PIN UC2842 (Pin 2).
UC2842 prilagodi delovni cikel MOSFET, da ohrani stabilno izhodno napetost.
Mosfet preklop in zaščita
MOSFET (Q_SW) preklopi z visoko frekvenco (~ 50-100kHz).
Upor vrat (R_G 10Ω) nadzoruje tok pogona vrat.
Snubber Network (D_CLAMP, C_SNUB, R_SNUB) absorbira večino napetostnih konic za zaščito MOSFET.
Za omejitev vrhovnega toka se uporablja trenutni zaznavni upor (R_CS, 0,75Ω), da se prepreči poškodbe.
Formula za največjo mejo toka:
I_peak = 1V / r_cs
Tukaj, r_cs = 0,75Ω, torej i_peak ≈ 1,33a.
Izhodna popravka in filtriranje
Ko se energija premakne na sekundarno navijanje (N_S), potem gre skozi D_OUT, ki je hitro okrevanje dioda.
C_OUT (2200 µF) zgladi valovanja in nam daje enakomerno 12V DC.
R_LED in R_TLBIAS pomagajo nadzorovati TL431.
Formula napetosti izhodne valovanja:
V_Ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
Varnost in izolacija
OptoCoUpler (PC817 ali enakovredni) zagotavlja, da med visokonapetostno in nizkonapetostno stranjo ni neposredne povezave.
Snubber vezje ščiti IC pred napetostmi.
Povratna zanka s TL431 zagotavlja, da izhod ostane stabilen in reguliran.
Kako vse izračunamo
Izračun moči:
Izhodna moč:
Pout = vout * iout
Vhodna moč (vključno z izgubami):
Pin = pout / učinkovitost (eta)
Učinkovitost je običajno približno 75-85%.
Primarne stranske stvari:
DC napetost po usmerju:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode za 230V AC, dobimo 325V DC.
Primarni tok:
IPrimary = (2 * pin) / (vdc * dmax) dmax je običajno 50-60%.
Izračun navitja transformatorja:
Razmerje med zavoji:
Npri / nsec = (vdc * dmax) / (vout + vdiode)
Primarna induktivnost:
LPrimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts
= 1 / FSW (FSW preklopi frekvenco).
Velikost izhodnega kondenzatorja:
Vrednost kondenzatorja na podlagi napetosti valovanja:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * vRipple)
