Faceți acest SMP -uri de 220V până la 12V folosind UC2842 IC

Lucrare de bază

Deci acest lucru funcționează prin stocarea și aruncarea energiei. Diferență față de alte convertoare care doar trec puterea printr -un transformator, acesta mai întâi stochează energie în miez atunci când comutatorul este pornit și când se oprește, atunci aruncă toată energia stocată la ieșire.

Ce se întâmplă pas cu pas?

MAINS AC intră, se rectifică și se filtrează:

Avem rețele AC, nu? Trece printr -un redresor de pod, apoi se transformă în DC și apoi un condensator mare îl netezește.

Tensiunea DC după rectificare:

Vdc = √ (2) * vac - vdiode

Așadar, dacă avem 230V AC, atunci acest lucru ne oferă aproximativ 325V DC.

Comutarea și stocarea energiei:

UC2842 conduce un comutator MOSFET (să zicem IRF840 pentru rețele de 230V) la o frecvență ridicată, cum ar fi 50-100 kHz.

Când MOSFET este pornit, atunci curentul curge în înfășurarea primară a transformatorului și, ulterior, energia este stocată în miezul magnetic.

Rectificarea de eliberare a energiei și a ieșirii:

Mosfet se oprește și acum toată energia stocată sare în partea secundară.

Există o diodă rapidă (UF4007, MUR460, etc.) care o rectifică și un condensator îl netezește.

Acum avem o ieșire DC stabilă gata de utilizare.

Controlul feedback -ului și reglarea tensiunii:

Simțim tensiunea de ieșire folosind un optocoupler și un regulator TL431.

UC2842 își ajustează ciclul de datorie pentru a menține tensiunea de ieșire constantă.

Ce părți avem nevoie?

Lucruri principale în circuit:

• UC2842 PWM IC - rulează întregul spectacol, schimbând MOSFET.
• MOSFET - (precum IRF840) pornește și oprit transformatorul.
• Transformator flyback-tensiune de renunțare la comandă.
• Diodă rapidă - (UF4007, MUR460, etc.) blochează tensiunea inversă.
• Capacitor de ieșire - Taxa de stocuri, filtrele de ieșire.
• Circuitul Snubber-Opriți vârfurile de înaltă tensiune pe MOSFET.
• OptoCoupler (PC817) - Izolate și trimite feedback.
• TL431 - controlează tensiunea de feedback.

Lucrare detaliată

Referindu -se acum la diagrama de circuit a convertorului SMPS UC2842 220V la 12V, este nevoie de 85V la 265V AC, o transformă în 12V DC la 4A. Aceasta este o sursă de alimentare izolată cu intrare largă, ceea ce înseamnă că intrarea și ieșirea sunt complet separate de transformator. Este perfect pentru adaptoare, încărcătoare de baterii și SMP-uri cu putere redusă.

Așadar, să vedem ce se întâmplă în circuit pas cu pas.

Rectificare și filtrare de ac la curent continuu

Mai întâi am obținut rețele de curent alternativ (85V la 265V).

Aceasta intră într -un redresor de punte (D_Bridge) care transformă AC în DC pulsant.

Apoi, un condensator mare (C_IN, 180µF) îl netezește și ne oferă tensiune continuu (undeva între 120V DC până la 375V DC, în ceea ce privește tensiunea de intrare).

Formula pentru tensiunea continuă după rectificare:

V_dc = √ (2) × v_ac - v_diode

Pentru 230V AC, obținem 325V DC.

Alimentarea UC2842 IC

UC2842 are nevoie de aproximativ 10V până la 30V pentru a rula.

Obține puterea prin r_start (100kΩ) care scade tensiunea din DC de înaltă tensiune.

Apoi, există d_bias (diodă) și c_vcc (120 µf) care menține tensiunea stabilă la pinul VCC (pinul 7).

Odată ce UC2842 începe să se comute, apoi se auto-powers folosind N_A de înfășurare auxiliară.

Acțiunea transformatorului Flyback

Acest transformator este partea principală aici.

Are trei înfășurări:

Înfășurare primară (N_P) - Conectat la scurgerea MOSFET.

Șerpuirea auxiliară (N_A) - Puteri UC2842 după pornire.

Înfășurare secundară (N_S) - oferă o ieșire de 12V.

Când MOSFET (Q_SW) se pornește, atunci curentul curge prin înfășurarea N_P și energia este stocată în miez.

Când MOSFET se oprește, atunci această energie stocată este împinsă în înfășurarea secundară (N_S) și aici este rectificată de D_Out.

Raporturi de transformare:

N_p: n_s = 10: 1

N_p: n_a = 10: 1

Aceasta înseamnă că tensiunea secundară este de aproximativ 12V, iar tensiunea de înfășurare auxiliară este suficientă pentru a menține UC2842.

Feedback și reglementare

Tensiunea de ieșire (12V DC) este sesizată de o referință programabilă TL431.

Ajustă curentul printr -un optocoupler care trimite feedback la pinul VFB al UC2842 (pinul 2).

UC2842 ajustează ciclul de serviciu al MOSFET pentru a menține tensiunea de ieșire stabilă.

Comutare și protecție MOSFET

MOSFET (Q_SW) face comutarea la o frecvență ridicată (~ 50-100kHz).

Un rezistor de poartă (R_G 10Ω) controlează curentul de acționare a porții.

Snubber Network (D_CLAMP, C_SNUB, R_SNUB) absoarbe cea mai mare parte a vârfurilor de tensiune pentru a proteja MOSFET.

Pentru a limita curentul maxim pentru a preveni daunele.

Formula pentru limita maximă a curentului:

I_peak = 1v / r_cs

Aici, r_cs = 0,75Ω, deci i_peak ≈ 1.33a.

Rectificarea și filtrarea ieșirii

Odată ce energia se deplasează la înfășurarea secundară (N_S), atunci trece prin D_Out, care este o diodă de recuperare rapidă.

C_Out (2200 µf) netezește ondulările, oferindu -ne un DC de 12V constant.

R_led și r_tlbias ajută la controlul TL431.

Formula de tensiune a ondulării de ieșire:

V_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)

Siguranță și izolare

Optocoupler (PC817 sau echivalent) asigură că nu există nicio legătură directă între partea de înaltă tensiune și partea de joasă tensiune.

Circuitul Snubber protejează IC împotriva vârfurilor de tensiune.

Bucla de feedback cu TL431 asigură că ieșirea rămâne stabilă și reglementată.

Cum calculăm totul

Calculul puterii:

Putere de ieșire:

Pout = vout * iout

Putere de intrare (inclusiv pierderi):

Pin = pout / eficiență (ETA)

Eficiența este de aproximativ 75-85% de obicei.

Lucruri laterale primare:

Tensiune continuă după redresare:

VDC = √ (2) * Vac - VDiode pentru 230V AC, obținem 325V DC.

Curent primar:

Iprimary = (2 * pin) / (vdc * dmax) dmax este de obicei 50-60%.

Calculul șerpuitorului transformatorului:

Raportul de rotații:

Npri / nsec = (vdc * dmax) / (vout + vdiode)

Inductanță primară:

Lprimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts

= 1 / FSW (FSW are frecvență de comutare).

Dimensiunea condensatorului de ieșire:

Valoarea condensatorului pe baza tensiunii de ondulare:

Cout = (iout * dmax) / (fw * vripple)