기본 작업
그래서 이것은 에너지를 저장하고 덤핑하여 작동합니다. 변압기를 통해 전원을 통과하는 다른 컨버터와는 달리,이 제품은 먼저 스위치가 켜져있을 때 코어에 에너지를 저장하고 꺼질 때 저장된 에너지를 출력에 버립니다.
단계별로 어떻게됩니까?
Mains AC가 들어오고 정류 및 필터링됩니다.
우리는 메인 AC를 얻었습니까? 그것은 브리지 정류기를 통과 한 다음 DC로 바뀌고 큰 커패시터가 그것을 부드럽게 만듭니다.
정류 후 DC 전압 :
vdc = √ (2) * Vac -vdiode
따라서 230V AC를 얻으면이 일이 약 325V DC를 제공합니다.
스위칭 및 에너지 저장 :
UC2842는 50-100 kHz와 같은 일부 고주파수로 MOSFET 스위치 (230V 메인의 경우 IRF840이라고 가정 해 봅시다)를 구동합니다.
MOSFET이 켜져있을 때 변압기의 1 차 권선에서의 전류 흐름과 그에 따라 에너지는 자기 코어에 저장됩니다.
에너지 방출 및 출력 정류 :
MOSFET이 꺼져 이제 저장된 에너지가 2 차 측면으로 점프합니다.
빠른 다이오드 (UF4007, MUR460 등)가 있으며,이를 정류하고 커패시터가 부드럽게됩니다.
이제 우리는 사용할 준비가 된 안정적인 DC 출력을 얻었습니다.
피드백 제어 및 전압 조절 :
OptoCoupler 및 TL431 레귤레이터를 사용하여 출력 전압을 감지합니다.
UC2842는 출력 전압을 안정적으로 유지하기 위해 듀티 사이클을 조정합니다.
우리에게 필요한 부분은 무엇입니까?
회로의 주요 물건 :
- UC2842 PWM IC - MOSFET을 전환하는 전체 쇼를 실행합니다.
- MOSFET - (IRF840과 같은) 변압기를 켜고 끕니다.
- 플라이백 변압기-맞춤형 상처, 스텝 다운 전압.
- 빠른 다이오드 - (UF4007, MUR460 등)는 역전 전압을 차단합니다.
- 출력 커패시터 - 저장 충전, 출력 필터.
- Snubber Circuit-MOSFET의 고전압 스파이크를 중지합니다.
- Optocoupler (PC817) - 분리 및 피드백을 보냅니다.
- TL431 - 피드백 전압을 제어합니다.
자세한 작업
이제 UC2842 220V ~ 12V SMPS 컨버터 회로 다이어그램을 참조하면 85V에서 265V AC가 필요하며 4A에서 12V DC로 변환합니다. 이것은 광범위한 입력 분리 전원 공급 장치로, 입력 및 출력이 변압기에 의해 완전히 분리됩니다. 어댑터, 배터리 충전기 및 저전력 SMP에 적합합니다.
따라서 회로에서 무슨 일이 일어나고 있는지 단계별로 살펴 보겠습니다.
AC 대 DC 정류 및 필터링
먼저 우리는 AC 메인 (85V ~ 265V)을 얻었습니다.
이것은 AC를 맥동 DC로 변환하는 브리지 정류기 (d_bridge)로 들어갑니다.
그런 다음 큰 커패시터 (C_IN, 180µF)가이를 부드럽게하고 DC 전압을 제공합니다 (입력 AC 전압과 관련하여 120V DC에서 375V DC 사이).
정류 후 DC 전압에 대한 공식 :
V_DC = √ (2) × V_AC -V_DIODE
230V AC의 경우 325V DC를 얻습니다.
UC2842 IC 전원
UC2842는 실행하는 데 약 10V ~ 30V가 필요합니다.
R_START (100KΩ)를 통해 전력을 얻습니다. 고전압 DC에서 전압을 떨어 뜨립니다.
그런 다음 D_BIAS (다이오드) 및 C_VCC (120µF)가있어 VCC 핀 (핀 7)에서 전압을 안정적으로 유지합니다.
UC2842가 전환을 시작하면 보조 권선 N_A를 사용하여 자체 파워를 사용합니다.
플라이백 변압기 동작
이 변압기는 여기서 주요 부분입니다.
3 개의 권선이 있습니다.
1 차 권선 (N_P) - MOSFET 배수에 연결됩니다.
보조 와인딩 (N_A) - 시작 후 UC2842 전원.
2 차 권선 (N_S) - 12V 출력을 제공합니다.
MOSFET (Q_SW)가 켜지면 N_P 와인딩을 통한 전류가 흐르고 에너지가 코어에 저장됩니다.
MOSFET이 꺼지면이 저장된 에너지가 2 차 권선 (N_S)으로 밀려 나서 D_OUT에 의해 정류됩니다.
변압기 비율 :
N_P : N_S = 10 : 1
N_P : N_A = 10 : 1
이는 보조 전압이 약 12V이고 보조 와인딩 전압이 UC2842를 유지하기에 충분하다는 것을 의미합니다.
피드백 및 규제
출력 전압 (12V DC)은 TL431 프로그램 가능한 참조에 의해 감지됩니다.
UC2842의 VFB 핀 (핀 2)에 피드백을 보내는 OptoCoupler를 통해 전류를 조정합니다.
UC2842는 출력 전압을 안정적으로 유지하도록 MOSFET의 듀티 사이클을 조정합니다.
MOSFET 스위칭 및 보호
MOSFET (Q_SW)는 고주파 (~ 50-100kHz)에서 전환을 수행합니다.
게이트 저항 (R_G 10Ω)은 게이트 드라이브 전류를 제어합니다.
Snubber Network (D_CLAMP, C_SNUB, R_SNUB)는 대부분의 전압 스파이크를 흡수하여 MOSFET을 보호합니다.
전류 감지 저항 (R_CS, 0.75Ω)을 사용하여 피크 전류를 제한하여 손상을 방지합니다.
피크 전류 한계에 대한 공식 :
i_peak = 1v / r_cs
여기서는 r_cs = 0.75Ω이므로 i_peak ≈ 1.33a.
출력 정류 및 필터링
에너지가 2 차 권선 (N_S)으로 이동하면 빠른 복구 다이오드 인 D_OUT를 통과합니다.
C_out (2200µf)는 잔물결을 매끄럽게하여 꾸준한 12V DC를 제공합니다.
R_LED 및 R_TLBIAS는 TL431을 제어하는 데 도움이됩니다.
출력 리플 전압 공식 :
v_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
안전과 고립
Optocoupler (PC817 또는 이와 동등한)는 고전압 측과 저전압 측 사이에 직접적인 연결이 없도록합니다.
Snubber 회로는 IC를 전압 스파이크로부터 보호합니다.
TL431을 사용한 피드백 루프는 출력이 안정되고 조절되도록합니다.
우리가 모든 것을 계산하는 방법
전력 계산 :
출력 전원 :
pout = vout * iout
입력 전력 (손실 포함) :
PIN = Pout / Efficiency (ETA)
효율성은 일반적으로 약 75-85%입니다.
기본 측면 물건 :
정류기 후 DC 전압 :
VDC = √ (2) * VAC -VDIODE 230V AC의 경우 325V DC를 얻습니다.
1 차 전류 :
iprimary = (2 * pin) / (vdc * dmax) dmax는 일반적으로 50-60%입니다.
변압기 와인딩 계산 :
회전 비율 :
npri / nsec = (vdc * dmax) / (vout + vdiode)
1 차 인덕턴스 :
lprimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts
= 1 / FSW (FSW가 전환 주파수).
출력 커패시터 크기 :
잔물결 전압에 따른 커패시터 값 :
cout = (iout * dmax) / (fsw * vripple)
