Grundlæggende arbejde
Så denne ting fungerer ved at opbevare og dumpe energi. Forskellig fra andre konvertere, der bare passerer strømmen gennem en transformer, gemmer denne første energi i kernen, når kontakten er tændt, og når den slukker, kaster den al den gemte energi til output.
Hvad sker der trin for trin?
Mains AC kommer ind, bliver rettet og filtreret:
Vi fik Mains AC, ikke? Det går gennem en bro -ensretter, bliver derefter omdannet til DC, og derefter glatter en stor kondensator den ud.
DC -spændingen efter ensretning:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode
Så hvis vi fik 230V AC, giver denne ting os ca. 325V DC.
Skift og energibestilling:
UC2842 driver en MOSFET-switch (lad os sige IRF840 for 230V hovednettet) ved en vis høj frekvens, ligesom 50-100 kHz.
Når MOSFET er på, flyder strømmen i den primære vikling af transformeren og derefter opbevares energi i den magnetiske kerne.
Energifrigivelse og output -ensretning:
Mosfet slukker, og nu hopper alt det lagrede energi til den sekundære side.
Der er en hurtig diode (UF4007, MUR460 osv.), Der korrigerer den, og en kondensator udjævner den.
Nu fik vi en stabil DC -output klar til brug.
Feedbackkontrol og spændingsregulering:
Vi fornemmer udgangsspændingen ved hjælp af en optokobler og en TL431 -regulator.
UC2842 justerer sin driftscyklus for at holde udgangsspændingen stabil.
Hvilke dele har vi brug for?
Hoved ting i kredsløbet:
- UC2842 PWM IC - kører hele showet og skifter MOSFET.
- MOSFET - (som IRF840) tænder og slukker transformeren.
- Flyback Transformer-Custom-Wound, Store-Down-spænding.
- Hurtig diode - (UF4007, MUR460 osv.) Blokerer omvendt spænding.
- Output -kondensator - Butikker opladning, filtre output.
- Snubber-kredsløb-stopper højspændingsspidser på MOSFET.
- OptOcoupler (PC817) - Isolater og sender feedback.
- TL431 - Kontrollerer feedback -spænding.
Detaljeret arbejde
Nu henviser til UC2842 220V til 12V SMPS Converter Circuit Diagram, tager det 85V til 265V AC, konverterer det til 12V DC ved 4A. Dette er en bred input isoleret strømforsyning, hvilket betyder, at input og output er fuldt adskilt af transformeren. Det er perfekt til adaptere, batteriopladere og SMP'er med lav effekt.
Så lad os se, hvad der sker i kredsløbet trin for trin.
AC til DC -afhjælpning og filtrering
Først fik vi AC -hovednettet (85V til 265V).
Dette går ind i en bro -ensretter (D_BRIDGE), der omdanner AC til pulserende DC.
Derefter glatter en stor kondensator (C_IN, 180 µF) den ud og giver os DC -spænding (et sted mellem 120V DC til 375V DC med hensyn til input AC -spænding).
Formel til DC -spænding efter ensretning:
V_dc = √ (2) × v_ac - v_diode
For 230V AC får vi 325V DC.
Tjener UC2842 IC
UC2842 har brug for omkring 10V til 30V for at køre.
Det får strøm gennem r_start (100 kΩ), der falder spændingen fra højspændings-DC.
Derefter er der d_bias (diode) og C_VCC (120 µF), som holder spændingen stabil ved VCC -stiften (pin 7).
Når UC2842 begynder at skifte, så bruger det selvkæmpere ved hjælp af hjælpevinding N_A.
Flyback Transformer Action
Denne transformer er hoveddelen her.
Det har tre viklinger:
Primær vikling (N_P) - forbundet til MOSFET -dræning.
Hjælpespil (N_A) - Powers UC2842 efter opstart.
Sekundær vikling (N_S) - Tilvejebringer 12V output.
Når MOSFET (Q_SW) tændes, flyder strømmen gennem N_P -vikling og energi gemmes i kernen.
Når MOSFET slukkes, skubbes denne lagrede energi ind til den sekundære vikling (N_S), og her bliver den rettet af D_OUT.
Transformatorforhold:
N_P: N_S = 10: 1
N_P: N_A = 10: 1
Dette betyder, at den sekundære spænding er ca. 12V og hjælpestoffespænding er nok til at holde UC2842 i gang.
Feedback og regulering
Udgangsspændingen (12V DC) føles af en TL431 -programmerbar reference.
Det justerer strømmen gennem en optokobler, der sender feedback til UC2842s VFB -pin (pin 2).
UC2842 justerer MOSFET's driftscyklus for at holde udgangsspændingen stabil.
MOSFET -skift og beskyttelse
MOSFET (Q_SW) skifter med en høj frekvens (~ 50-100kHz).
En portmodstand (R_G 10Ω) styrer portdrevets strøm.
Snubber Network (D_CLAMP, C_SNUB, R_SNUB) absorberer de fleste af spændingen for at beskytte MOSFET.
En nuværende sensoremodstand (R_CS, 0,75Ω) bruges til at begrænse spidsstrømmen for at forhindre skader.
Formel for maksimal strømgrænse:
I_peak = 1v / r_cs
Her r_cs = 0,75Ω, så i_peak ≈ 1,33a.
Output -afhjælpning og filtrering
Når energien flytter til den sekundære vikling (N_S), går den gennem D_OUT, som er en hurtig gendannelsesdiode.
C_OUT (2200 µF) udjævner krusningerne, hvilket giver os en stabil 12V DC.
R_led og r_tlbias hjælper med at kontrollere TL431.
Output Ripple spændingsformel:
V_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
Sikkerhed og isolering
OptoCouPler (PC817 eller tilsvarende) sikrer, at der ikke er nogen direkte forbindelse mellem højspændingssiden og lavspændingssiden.
Snubberkredsløbet beskytter IC mod spændingspidser.
Feedback loop med TL431 sikrer, at output forbliver stabil og reguleret.
Hvordan vi beregner alt
Effektberegning:
Udgangseffekt:
Pout = vout * iout
Indgangseffekt (inklusive tab):
Pin = pout / effektivitet (ETA)
Effektivitet er normalt omkring 75-85%.
Primære side ting:
DC -spænding efter ensretter:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode til 230V AC, vi får 325V DC.
Primær strøm:
Iprimary = (2 * pin) / (VDC * Dmax) Dmax er normalt 50-60%.
Transformatorviklingsberegning:
Drejningsforhold:
NPRI / NSEC = (VDC * DMAX) / (VOUT + VDIODE)
Primær induktans:
LPrimary = (vdc * dmax * ts) / iPrimarys
= 1 / FSW (FSW skifter frekvens).
Outputkondensatorstørrelse:
Kondensatorværdi baseret på krusningsspænding:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * vripple)
