Kerja dasar
Jadi hal ini bekerja dengan menyimpan dan membuang energi. Berbeda dengan konverter lain yang hanya melewati daya melalui transformator, yang satu ini pertama -tama menyimpan energi di inti ketika sakelar menyala dan ketika mati kemudian melemparkan semua energi yang disimpan ke output.
Apa yang terjadi selangkah demi selangkah?
Main AC masuk, akan diperbaiki dan disaring:
Kami mendapat AC induk, kan? Itu melewati penyearah jembatan, kemudian diubah menjadi DC dan kemudian kapasitor besar menghaluskannya.
Tegangan DC setelah perbaikan:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode
Jadi jika kita mendapat AC 230V, maka hal ini memberi kita sekitar 325V DC.
Beralih dan penyimpanan energi:
UC2842 menggerakkan sakelar MOSFET (katakanlah IRF840 untuk induk 230V) pada beberapa frekuensi tinggi, seperti 50-100 kHz.
Ketika MOSFET berada pada arus mengalir dalam belitan primer transformator dan selanjutnya energi disimpan dalam inti magnetik.
Rilis Energi dan Perbaikan Output:
MOSFET mati dan sekarang semua energi yang tersimpan melompat ke sisi sekunder.
Ada dioda cepat (UF4007, MUR460, dll.) Yang memperbaikinya dan kapasitor menghaluskannya.
Sekarang kami punya output DC yang stabil siap digunakan.
Kontrol Umpan Balik dan Regulasi Tegangan:
Kami merasakan tegangan output menggunakan optocoupler dan regulator TL431.
UC2842 menyesuaikan siklus tugasnya untuk menjaga tegangan output tetap stabil.
Bagian mana yang kita butuhkan?
Barang utama di sirkuit:
- UC2842 PWM IC - Menjalankan seluruh pertunjukan, mengganti MOSFET.
- MOSFET - (seperti IRF840) menghidupkan dan mematikan transformator.
- Flyback Transformer-Tegangan L-L-Lound, Step-Down.
- Fast Diode - (UF4007, MUR460, dll.) Memblokir tegangan terbalik.
- Kapasitor Output - Menyimpan Biaya, Filter Output.
- Sirkuit Snubber-Menghentikan lonjakan tegangan tinggi di MOSFET.
- Optocoupler (PC817) - mengisolasi dan mengirimkan umpan balik.
- TL431 - Mengontrol tegangan umpan balik.
Bekerja secara terperinci
Sekarang mengacu pada diagram sirkuit konverter UC2842 220V ke 12V SMPS, dibutuhkan 85V hingga 265V AC, mengubahnya menjadi 12V DC pada 4A. Ini adalah catu daya terisolasi input lebar, yang berarti input dan output sepenuhnya dipisahkan oleh transformator. Ini sempurna untuk adaptor, pengisi daya baterai, dan SMP berdaya rendah.
Jadi mari kita lihat apa yang terjadi di sirkuit langkah demi langkah.
AC ke perbaikan dan penyaringan DC
Pertama, kami mendapat induk AC (85V hingga 265V).
Ini masuk ke penyearah jembatan (D_Bridge) yang mengubah AC menjadi DC yang berdenyut.
Kemudian kapasitor besar (C_IN, 180μF) menghaluskannya dan memberi kita tegangan DC (di suatu tempat antara 120V DC hingga 375V DC sehubungan dengan tegangan AC input).
Formula untuk tegangan DC setelah perbaikan:
V_dc = √ (2) × v_ac - v_diode
Untuk 230V AC, kami mendapatkan 325V DC.
Powering UC2842 IC
UC2842 membutuhkan sekitar 10V hingga 30V untuk dijalankan.
Ini mendapatkan daya melalui R_Start (100kΩ) yang menjatuhkan tegangan dari DC tegangan tinggi.
Lalu ada D_BIAS (diode) dan C_VCC (120μF) yang menjaga tegangan stabil pada pin VCC (pin 7).
Setelah UC2842 mulai beralih, maka kekuatan sendiri menggunakan N_A belitan tambahan.
Aksi transformator flyback
Transformator ini adalah bagian utama di sini.
Ini memiliki tiga belitan:
Primary Wrote (N_P) - Terhubung ke drain MOSFET.
Bauxiliary Winding (N_A) - Powers UC2842 Setelah Startup.
Sekunder belitan (N_S) - Menyediakan output 12V.
Ketika MOSFET (Q_SW) menyala kemudian arus mengalir melalui N_P belitan dan energi disimpan di inti.
Ketika MOSFET mati maka energi yang disimpan ini didorong ke belitan sekunder (N_S) dan di sini akan diperbaiki oleh D_OUT.
Rasio transformator:
N_p: n_s = 10: 1
N_p: n_a = 10: 1
Ini berarti bahwa tegangan sekunder adalah sekitar 12V dan tegangan belitan tambahan sudah cukup untuk menjaga UC2842 tetap berjalan.
Umpan balik dan regulasi
Tegangan output (12V DC) dirasakan oleh referensi yang dapat diprogram TL431.
Ini menyesuaikan arus melalui optocoupler yang mengirimkan umpan balik ke pin VFB UC2842 (pin 2).
UC2842 menyesuaikan siklus tugas MOSFET untuk menjaga tegangan output stabil.
Switching dan perlindungan MOSFET
MOSFET (Q_SW) melakukan switching pada frekuensi tinggi (~ 50-100kHz).
Resistor gerbang (R_G 10Ω) mengontrol arus penggerak gerbang.
Snubber Network (D_CLAMP, C_SNUB, R_SNUB) menyerap sebagian besar lonjakan tegangan untuk melindungi MOSFET.
Resistor penginderaan arus (R_CS, 0,75Ω) digunakan untuk membatasi arus puncak untuk mencegah kerusakan.
Formula untuk batas arus puncak:
I_peak = 1v / r_cs
Di sini, r_cs = 0,75Ω, jadi i_peak ≈ 1,33a.
Output perbaikan dan pemfilteran
Setelah energi bergerak ke belitan sekunder (N_S) maka ia melewati D_Out yang merupakan dioda pemulihan cepat.
C_OUT (2200μF) mengeluarkan riak, memberi kami 12V DC yang stabil.
R_led dan r_tlbias membantu mengendalikan TL431.
Rumus tegangan riak output:
V_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
Keamanan dan isolasi
Optocoupler (PC817 atau setara) memastikan bahwa tidak ada koneksi langsung antara sisi tegangan tinggi dan sisi tegangan rendah.
Sirkuit snubber melindungi IC terhadap lonjakan tegangan.
Loop umpan balik dengan TL431 memastikan bahwa output tetap stabil dan diatur.
Bagaimana Kami Menghitung Segalanya
Perhitungan Daya:
Daya keluaran:
Pout = vout * iout
Daya input (termasuk kerugian):
Pin = cibiran / efisiensi (ETA)
Efisiensi sekitar 75-85% biasanya.
Barang sisi utama:
Tegangan DC setelah penyearah:
Vdc = √ (2) * vac - vdiode untuk 230V AC, kami mendapatkan 325V dc.
Arus utama:
Iprimary = (2 * pin) / (vdc * dmax) Dmax biasanya 50-60%.
Perhitungan belitan transformator:
Turn Rasio:
NPRI / NSEC = (VDC * DMAX) / (VOUT + VDIODE)
Induktansi primer:
Lprimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts
= 1 / FSW (FSW adalah frekuensi switching).
Ukuran kapasitor keluaran:
Nilai kapasitor berdasarkan tegangan riak:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * vripple)
