Osnovni rad
Dakle, ova stvar djeluje skladištenjem i izbacivanjem energije. Različit od ostalih pretvarača koji samo prolaze snagu kroz transformator, ovaj prvo pohranjuje energiju u jezgru kada je prekidač uključen i kada se isključi, tada baca svu tu pohranjenu energiju na izlaz.
Što se događa korak po korak?
Mains AC dolazi, ispravlja se i filtrira:
Imamo mrežu AC, zar ne? Prolazi kroz ispravljač mosta, a zatim se pretvori u DC, a zatim ga veliki kondenzator izglađuje.
DC napon nakon ispravljanja:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode
Dakle, ako imamo 230V AC, onda nam ova stvar daje otprilike 325V DC.
Prebacivanje i skladištenje energije:
UC2842 pokreće MOSFET prekidač (recimo IRF840 za 230V mreže) na nekoj visokoj frekvenciji, poput 50-100 kHz.
Kad je MOSFET uključen, tada struja teče u primarnom namotavanju transformatora i nakon toga se energija pohranjuje u magnetsku jezgru.
Otpuštanje energije i ispravljanje izlaza:
Mosfet se isključuje i sada sve što je pohranjena energija skoči na sekundarnu stranu.
Postoji brza dioda (UF4007, MUR460, itd.) Koja ga ispravlja i kondenzator ga izgladi.
Sada smo dobili stabilan DC izlaz spreman za upotrebu.
Kontrola povratnih informacija i regulacija napona:
Osjećamo izlazni napon pomoću OptoCouplera i TL431 regulatora.
UC2842 prilagođava svoj radni ciklus kako bi izlazni napon bio stalan.
Koje dijelove trebaju?
Glavne stvari u krugu:
- UC2842 PWM IC - pokreće cijelu emisiju, prebacujući MOSFET.
- MOSFET - (poput IRF840) Uključuje i isključuje transformator.
- Transformator Flybacs-prilagođeni vatreni napon.
- Brza dioda - (UF4007, MUR460, itd.) Blokira obrnuti napon.
- Izlazni kondenzator - Trgovina naplata, filtrira izlaz.
- Snubber krug-zaustavlja visokonaponske šiljke na MOSFET-u.
- OPTOCOUPLER (PC817) - Izolat i šalje povratne informacije.
- TL431 - Upravlja povratni napon.
Detaljan rad
Sada se odnosi na UC2842 220V na 12V dijagram kruga SMPS pretvarača, potrebno je 85V do 265V AC, pretvara ga u 12V DC na 4A. Ovo je široko unosan napajanje, što znači da su ulaz i izlaz u potpunosti odvojeni transformatorom. Savršen je za adaptere, punjače baterije i SMP-ove male snage.
Pa pogledajmo što se događa u krugu korak po korak.
AC do DC ispravljanje i filtriranje
Prvo smo dobili izmjenične mreže (85V do 265V).
To ide u ispravljač mosta (D_BRIDGE) koji AC pretvara u pulsirajući DC.
Tada ga veliki kondenzator (c_in, 180 µF) izglađuje i daje nam istosmjerni napon (negdje između 120 V DC do 375V DC s obzirom na ulazni izmjenični napon).
Formula za istosmjerni napon nakon ispravljanja:
V_dc = √ (2) × v_ac - v_diode
Za 230V AC dobivamo 325V DC.
Napajanje uc2842 ic
UC2842 je za pokretanje oko 10V do 30V.
Dobiva snagu kroz R_START (100KΩ) koji ispušta napon iz visokonaponskog istosmjernog DC-a.
Tada su tu D_BIAS (dioda) i C_VCC (120 µF) koji održavaju napon stabilnim na VCC pin (PIN 7).
Jednom kada se UC2842 počne mijenjati, tada se samopravilo pomoću pomoćnih namota N_A.
Akcija transformatora za letenje
Ovaj je transformator glavni dio ovdje.
Ima tri namota:
Primarni namot (N_P) - spojen na mosfet odvod.
Pomoćno namot (N_A) - Powers UC2842 nakon pokretanja.
Sekundarno namot (N_S) - Omogućuje izlaz 12V.
Kad se MOSFET (Q_SW) uključi, struja prolazi kroz N_P namotavanje i energija se pohranjuje u jezgru.
Kad se MOSFET isključi, tada se ta pohranjena energija gura na sekundarno namotavanje (N_S) i ovdje ga ispravlja D_OUT.
Omjer transformatora:
N_P: N_S = 10: 1
N_P: N_A = 10: 1
To znači da je sekundarni napon oko 12V, a pomoćni napon namota dovoljan je da se UC2842 radi.
Povratne informacije i regulacija
Izlazni napon (12V DC) osjeti se TL431 programirajućom referencom.
Podešava struju putem OptoCouplera koji šalje povratne informacije u VFB pin UC2842 (PIN 2).
UC2842 podešava radni ciklus MOSFET -a kako bi izlazni napon bio stabilan.
Mosfet prebacivanje i zaštita
MOSFET (Q_SW) vrši prebacivanje na visokoj frekvenciji (~ 50-100kHz).
Otpor vrata (R_G 10Ω) kontrolira struju pogona vrata.
Snubber Network (d_clamp, c_snub, r_snub) apsorbira većinu naponskih šiljaka kako bi zaštitio MOSFET.
Stručni senzorni otpornik (R_CS, 0,75Ω) koristi se za ograničavanje vršne struje kako bi se spriječilo oštećenje.
Formula za ograničenje vršne struje:
I_peak = 1v / r_cs
Ovdje je r_cs = 0,75Ω, pa i_peak ≈ 1,33a.
Izlazna ispravljanje i filtriranje
Jednom kada se energija pređe na sekundarno namotavanje (N_S), tada prolazi kroz D_OUT što je brza dioda za oporavak.
C_OUT (2200 µF) izglađuje valove, pružajući nam stalni 12V istosmjer.
R_LED i R_TLBIAS pomaže u kontroli TL431.
Formula napona izlaza:
V_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
Sigurnost i izolacija
OptoCoupler (PC817 ili ekvivalent) osigurava da ne postoji izravna veza između visokonaponske strane i niskonaponske strane.
Snubber krug štiti IC od naponskih šiljaka.
Petlja s povratnim informacijama s TL431 osigurava da izlaz ostane stabilan i reguliran.
Kako sve izračunavamo
Izračun snage:
Izlazna snaga:
Pout = Vout * iout
Ulazna snaga (uključujući gubitke):
PIN = Pout / učinkovitost (ETA)
Učinkovitost je obično oko 75-85%.
Primarne bočne stvari:
DC napon nakon ispravljača:
VDC = √ (2) * VAC - Vdiode za 230V AC, dobivamo 325V DC.
Primarna struja:
Iprimary = (2 * pin) / (vdc * dmax) dmax je obično 50-60%.
Izračun namota transformatora:
Omjer okretaja:
NPRI / NSEC = (VDC * DMAX) / (Vout + Vdiode)
Primarna induktivnost:
Lprimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts
= 1 / FSW (FSW je frekvencija prebacivanja).
Izlazni kondenzator veličine:
Vrijednost kondenzatora na temelju napona pucanja:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * Vripple)
