Kerja asas
Jadi perkara ini berfungsi dengan menyimpan dan membuang tenaga. Berbeza dengan penukar lain yang hanya melepasi kuasa melalui pengubah, satu ini pertama menyimpan tenaga dalam teras apabila suis dihidupkan dan apabila ia dimatikan maka ia melemparkan semua tenaga yang disimpan ke output.
Apa yang berlaku langkah demi langkah?
Mains AC masuk, mendapat diperbetulkan dan ditapis:
Kami mendapat Mains AC, bukan? Ia melalui penerus jambatan, kemudian menjadi DC dan kemudian kapasitor besar melicinkannya.
Voltan DC selepas pembetulan:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode
Jadi jika kita mendapat 230V AC, maka perkara ini memberi kita kira -kira 325V DC.
Menukar dan menyimpan tenaga:
UC2842 memacu suis MOSFET (katakan IRF840 untuk induk 230V) pada frekuensi tinggi, seperti 50-100 kHz.
Apabila MOSFET berada pada aliran semasa dalam penggulungan utama pengubah dan kemudian tenaga akan disimpan dalam teras magnet.
Pelepasan tenaga dan pembetulan output:
MOSFET mematikan dan kini semua yang disimpan tenaga melompat ke sisi menengah.
Terdapat diod cepat (UF4007, MUR460, dan lain -lain) yang membetulkannya dan kapasitor melancarkannya.
Sekarang kami mendapat output DC yang stabil untuk digunakan.
Kawalan maklum balas dan peraturan voltan:
Kami merasakan voltan output menggunakan optocoupler dan pengawal selia TL431.
UC2842 menyesuaikan kitaran tugasnya untuk memastikan voltan output stabil.
Bahagian apa yang kita perlukan?
Barang utama dalam litar:
- UC2842 PWM IC - menjalankan keseluruhan pertunjukan, menukar MOSFET.
- MOSFET - (seperti IRF840) menghidupkan dan mematikan pengubah.
- Transformer Flyback-Voltan Langkah-Langkah Kustom, Langkah-Down.
- Diod Fast - (UF4007, MUR460, dan lain -lain) Blok voltan terbalik.
- Output Capacitor - Kedai caj, output penapis.
- Snubber Circuit-Menghentikan pancang voltan tinggi pada MOSFET.
- Optocoupler (PC817) - Mengasingkan dan menghantar maklum balas.
- TL431 - Mengawal voltan maklum balas.
Kerja terperinci
Sekarang merujuk kepada rajah litar penukar UC2842 220V ke 12V SMPS, ia memerlukan 85V hingga 265V AC, menukarnya menjadi 12V DC pada 4A. Ini adalah bekalan kuasa terpencil yang luas, yang bermaksud input dan output dipisahkan sepenuhnya oleh pengubah. Ia sesuai untuk penyesuai, pengecas bateri, dan SMPS kuasa rendah.
Oleh itu marilah kita melihat apa yang berlaku dalam litar langkah demi langkah.
AC ke pembetulan dan penapisan DC
Mula -mula kita mendapat AC Mains (85V hingga 265V).
Ini masuk ke penerus jambatan (D_Bridge) yang menukarkan AC menjadi DC berdenyut.
Kemudian kapasitor besar (c_in, 180μF) melancarkannya dan memberi kami voltan DC (di antara 120V DC hingga 375V DC berkaitan dengan voltan input AC).
Formula untuk voltan DC selepas pembetulan:
V_dc = √ (2) × v_ac - v_diode
Untuk 230V AC, kami mendapat 325V DC.
Menguasai IC UC2842
UC2842 memerlukan sekitar 10V hingga 30V untuk dijalankan.
Ia mendapat kuasa melalui r_start (100kΩ) yang menjatuhkan voltan dari DC voltan tinggi.
Kemudian terdapat d_bias (diod) dan c_vcc (120μF) yang menjadikan voltan stabil pada pin vcc (pin 7).
Sebaik sahaja UC2842 mula beralih, maka kuasa sendiri menggunakan penggulungan tambahan N_A.
Tindakan Pengubah Flyback
Pengubah ini adalah bahagian utama di sini.
Ia mempunyai tiga belitan:
Penggulungan utama (N_P) - disambungkan ke longkang MOSFET.
Penggulungan Auxiliary (N_A) - Kuasa UC2842 selepas permulaan.
Penggulungan Sekunder (N_S) - Menyediakan output 12V.
Apabila MOSFET (Q_SW) menghidupkan maka arus mengalir melalui penggulungan N_P dan tenaga disimpan di teras.
Apabila MOSFET dimatikan maka tenaga yang disimpan ini ditolak ke penggulungan sekunder (N_S) dan di sini ia diperbetulkan oleh D_OUT.
Nisbah Transformer:
N_p: n_s = 10: 1
N_p: n_a = 10: 1
Ini bermakna bahawa voltan sekunder adalah kira -kira 12V dan voltan penggulungan tambahan cukup untuk memastikan UC2842 berjalan.
Maklum balas dan peraturan
Voltan output (12V DC) dirasakan oleh rujukan boleh diprogramkan TL431.
Ia menyesuaikan arus melalui optocoupler yang menghantar maklum balas kepada pin VFB UC2842 (pin 2).
UC2842 menyesuaikan kitaran tugas MOSFET untuk memastikan voltan output stabil.
MOSFET beralih dan perlindungan
MOSFET (Q_SW) melakukan beralih pada frekuensi tinggi (~ 50-100kHz).
Perintang pintu (R_G 10Ω) mengawal arus pemacu pintu.
Rangkaian Snubber (D_Clamp, C_SNUB, R_SNUB) menyerap kebanyakan pancang voltan untuk melindungi MOSFET.
Perintang penderiaan semasa (R_CS, 0.75Ω) digunakan untuk mengehadkan arus puncak untuk mengelakkan kerosakan.
Formula untuk had semasa puncak:
I_peak = 1v / r_cs
Di sini, r_cs = 0.75Ω, jadi i_peak ≈ 1.33a.
Pembetulan output dan penapisan
Sebaik sahaja tenaga bergerak ke penggulungan sekunder (n_s) maka ia melalui d_out yang merupakan diod pemulihan yang cepat.
C_OUT (2200μF) melancarkan riak, memberikan kita 12V DC yang mantap.
R_led dan r_tlbias membantu mengawal TL431.
Formula voltan riak output:
V_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
Keselamatan dan pengasingan
Optocoupler (PC817 atau setaraf) memastikan bahawa tiada sambungan langsung antara sisi voltan tinggi dan sisi voltan rendah.
Litar snubber melindungi IC terhadap pancang voltan.
Gelung maklum balas dengan TL431 memastikan bahawa output tetap stabil dan dikawal selia.
Bagaimana kita mengira semuanya
Pengiraan Kuasa:
Kekuatan Output:
Pout = vout * iout
Kuasa masukan (termasuk kerugian):
Pin = pout / kecekapan (ETA)
Kecekapan adalah sekitar 75-85% biasanya.
Barang sampingan utama:
Voltan DC selepas penerus:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode untuk 230V AC, kami mendapat 325V dc.
Arus Utama:
IPrimary = (2 * pin) / (vdc * dmax) dmax biasanya 50-60%.
Pengiraan penggulungan pengubah:
Nisbah bertukar:
Npri / nsec = (vdc * dmax) / (vout + vdiode)
Induktansi utama:
Lprimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts
= 1 / FSW (FSW adalah kekerapan menukar).
Saiz kapasitor output:
Nilai kapasitor berdasarkan voltan riak:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * vripple)
