Grunnleggende arbeid
Så denne tingen fungerer ved å lagre og dumpe energi. Ulike fra andre omformere som bare passerer strøm gjennom en transformator, lagrer denne først energien i kjernen når bryteren er på, og når den slår av, kaster den all den lagrede energien til produksjonen.
Hva skjer trinn for trinn?
Mains AC kommer inn, blir utbedret og filtrert:
Vi har strømnettet AC, ikke sant? Den går gjennom en bro likeretter, blir deretter omgjort til DC og deretter glatter en stor kondensator den ut.
DC -spenningen etter utbedring:
Vdc = √ (2) * Vac - vdiode
Så hvis vi fikk 230V AC, gir denne tingen oss omtrent 325V DC.
Bytting og energilagring:
UC2842 kjører en MOSFET-bryter (la oss si IRF840 for 230V strømnettet) med en eller annen høy frekvens, som 50-100 kHz.
Når MOSFET er på, strømmer strømmen i den primære viklingen av transformatoren og deretter lagres energi i den magnetiske kjernen.
Energifrigjøring og utbedring:
Mosfet slår seg av, og nå hopper alt det lagrede energien til sekundærsiden.
Det er en rask diode (UF4007, MUR460, etc.) som utbedrer den og en kondensator glatter den ut.
Nå fikk vi en stabil DC -utgang klar til bruk.
Tilbakemeldingskontroll og spenningsregulering:
Vi opplever utgangsspenningen ved å bruke en Optocoupler og en TL431 -regulator.
UC2842 justerer pliktsyklusen for å holde utgangsspenningen jevn.
Hvilke deler vi trenger?
Hoved ting i kretsen:
- UC2842 PWM IC - kjører hele showet og bytter MOSFET.
- MOSFET - (som IRF840) slår transformatoren av og på.
- Flyback-transformator-Tilpasset sår, nedtrapping.
- Rask diode - (UF4007, MUR460, etc.) blokkerer omvendt spenning.
- Utgangskondensator - Lagre lading, filtre utgang.
- Snubber Circuit-Stopper høyspenningspigger på MOSFET.
- OPTOCOUPLER (PC817) - Isolater og sender tilbakemelding.
- TL431 - Kontrollerer tilbakemeldingsspenning.
Detaljert arbeid
Nå med henvisning til UC2842 220V til 12V SMPS Converter Circuit Diagram, tar det 85V til 265V AC, konverterer det til 12V DC ved 4A. Dette er en isolert strømforsyning med bred input, noe som betyr at inngangen og utgangen er fullstendig atskilt av transformatoren. Det er perfekt for adaptere, batteriladere og SMP-er med lav effekt.
Så la oss se hva som skjer i kretsen trinn for trinn.
AC til DC -retting og filtrering
Først fikk vi AC -strømnettet (85V til 265V).
Dette går inn i en bro likeretter (D_BRIDGE) som konverterer AC til pulserende DC.
Deretter jevner en stor kondensator (C_in, 180 uF) den ut og gir oss likespenning (et sted mellom 120V DC til 375V DC med hensyn til inngang AC -spenning).
Formel for likespenning etter retting:
V_dc = √ (2) × v_ac - v_diode
For 230V AC får vi 325V DC.
Driver UC2842 IC
UC2842 trenger rundt 10V til 30V for å løpe.
Den får strøm gjennom R_Start (100KΩ) som slipper spenningen fra høyspenning DC.
Så er det d_bias (diode) og c_vcc (120 uF) som holder spenningen stabil ved VCC -pinne (pinne 7).
Når UC2842 begynner å bytte, så er det selvmakter ved å bruke tilleggsvikling N_A.
Flyback Transformer Action
Denne transformatoren er hoveddelen her.
Den har tre viklinger:
Primær vikling (N_P) - Koblet til MOSFET -avløp.
Hjelpevikling (N_A) - Powers UC2842 etter oppstart.
Sekundær vikling (N_S) - gir 12V utgang.
Når MOSFET (Q_SW) slås på, strømmer strømmen gjennom N_P -vikling og energi blir lagret i kjernen.
Når MOSFET slår seg av, skyves denne lagrede energien til sekundærviklingen (N_S) og her blir den utbedret av D_OUT.
Transformatorforhold:
N_p: n_s = 10: 1
N_p: n_a = 10: 1
Dette betyr at sekundærspenningen er omtrent 12V og hjelpespenning er nok til å holde UC2842 i gang.
Tilbakemelding og regulering
Utgangsspenningen (12V DC) blir registrert av en TL431 programmerbar referanse.
Den justerer strømmen gjennom en Optocoupler som sender tilbakemelding til UC2842s VFB -pinne (PIN 2).
UC2842 justerer pliktsyklusen til MOSFET for å holde utgangsspenningen stabil.
MOSFET -bytte og beskyttelse
MOSFET (Q_SW) bytter med høy frekvens (~ 50-100kHz).
En portmotstand (R_G 10Ω) kontrollerer portstasjonsstrømmen.
Snubber Network (D_CLAMP, C_SNUB, R_SNUB) absorberer det meste av spenningsspikene for å beskytte MOSFET.
En nåværende sensingmotstand (R_CS, 0,75Ω) brukes til å begrense toppstrømmen for å forhindre skade.
Formel for toppstrømgrense:
I_peak = 1v / r_cs
Her, r_cs = 0,75Ω, så i_peak ≈ 1,33a.
Utgangsretting og filtrering
Når energien beveger seg til den sekundære viklingen (N_S), går den gjennom D_OUT som er en rask gjenopprettingsdiode.
C_OUT (2200μF) glatter ut krusningene og gir oss en jevn 12v DC.
R_led og r_tlbias hjelper til med å kontrollere TL431.
Utgangsroppspenningsformel:
V_RIPPLE = (I_OUT × D_MAX) / (F_SW × C_OUT)
Sikkerhet og isolasjon
Optocoubleren (PC817 eller tilsvarende) sikrer at det ikke er noen direkte forbindelse mellom høyspenningssiden og lavspenningssiden.
Snubberkretsen beskytter IC mot spenningspigger.
Tilbakemeldingssløyfen med TL431 sikrer at utgangen forblir stabil og regulert.
Hvordan vi beregner alt
Kraftberegning:
Utgangseffekt:
Pout = vout * iout
Inngangseffekt (inkludert tap):
Pin = pout / effektivitet (ETA)
Effektiviteten er rundt 75-85% vanligvis.
Primærsiden:
DC -spenning etter likeretter:
VDC = √ (2) * Vac - Vdiode for 230V AC, vi får 325V DC.
Primær strøm:
Iprimary = (2 * pin) / (vdc * dmax) dmax er vanligvis 50-60%.
Transformator viklingsberegning:
Dreier forholdet:
Npri / nsec = (vdc * dmax) / (vout + vdiode)
Primær induktans:
Lprimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts
= 1 / FSW (FSW bytter frekvens).
Utgangskondensatorstørrelse:
Kondensatorverdi basert på krusningsspenning:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * vripple)
