UC2842 ICを使用して、この220Vから12V SMPSを作成します

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基本的な動作

したがって、このことはエネルギーを保管して投棄することで機能します。トランスを通過するだけの他のコンバーターとは異なり、これは最初にスイッチがオンになったときにエネルギーをコアに保存し、オフになったときに、エネルギーをすべて出力に投げます。

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  画像5

段階的に何が起こりますか?

Mains ACが入り、修正され、フィルタリングされます。



メインACを手に入れましたよね?ブリッジ整流器を通過してから、DCに変わり、大きなコンデンサがそれを滑らかにします。

整流後のDC電圧:



vdc =√(2) * vac -vdiode

したがって、230V ACを取得した場合、このことは約325V DCを提供します。

切り替えとエネルギー保存:

UC2842は、50〜100 kHzなどの高周波でMOSFETスイッチ(230VメインのIRF840としましょう)を駆動します。

MOSFETがオンになると、変圧器の主要な巻線に電流が流れ、その後エネルギーが磁気コアに保存されます。

エネルギーの放出と出力修正:

MOSFETはオフになり、保存されたエネルギーがすべて二次側にジャンプします。

高速ダイオード(UF4007、Mur460など)があり、コンデンサが滑らかになります。

これで、安定したDC出力を使用する準備が整いました。

フィードバック制御と電圧規制:

OptoCouplerとTL431レギュレーターを使用して、出力電圧を感知します。

UC2842は、出力電圧を安定させるためにデューティサイクルを調整します。

どの部分が必要ですか?

回路の主なもの:

  • UC2842 PWM IC - ショー全体を実行し、MOSFETを切り替えます。
  • MOSFET - (IRF840のように)トランスのオンとオフを切り替えます。
  • フライバックトランス - カスタムワウンド、ステップダウン電圧。
  • 高速ダイオード - (UF4007、MUR460など)は、逆電圧をブロックします。
  • 出力コンデンサ - ストアの充電、フィルター出力。
  • Snubberサーキット - MOSFETで高電圧スパイクを停止します。
  • OptoCoupler(PC817) - 分離およびフィードバックを送信します。
  • TL431 - フィードバック電圧を制御します。

詳細な作業

  UC2842 ICを使用して、このフライバックコンバーターSMPSを作成します

UC2842 220Vから12V SMPSコンバーター回路図を参照して、85Vから265V ACが必要で、4Aで12V DCに変換されます。これは広く入力された孤立した電源です。つまり、入力と出力は変圧器によって完全に分離されています。アダプター、バッテリー充電器、低電力SMPSに最適です。

それでは、回路で何が起こっているのかを段階的に見てみましょう。

ACからDCの修正とフィルタリング

最初にACメイン(85V〜265V)を取得しました。

これは、ACを脈動DCに変換するブリッジ整流器(D_Bridge)に入ります。

次に、大きなコンデンサ(C_IN、180µF)が滑らかにし、DC電圧を与えます(入力AC電圧に並べて120V DCから375V DCの間)。

整流後のDC電圧の式:

V_DC =√(2)×V_AC -V_DIODE

230V ACの場合、325V DCを取得します。

UC2842 ICの電源

UC2842は、実行するには約10V〜30Vが必要です。

r_start(100kΩ)を介して電力を獲得し、高電圧DCから電圧を低下させます。

次に、d_bias(diode)とc_vcc(120µf)があり、VCCピンに電圧を安定させます(ピン7)。

UC2842が切り替えを開始すると、補助巻きN_Aを使用して自己潜在者になります。

フライバックトランスアクション

この変圧器はここの主要な部分です。

3つの巻線があります:

一次巻線(N_P) - MOSFETドレンに接続されています。

補助巻線(N_A) - 起動後のUC2842のパワー。

二次巻線(N_S) - 12V出力を提供します。

MOSFET(Q_SW)がオンになると、電流がN_P巻線を介して流れ、エネルギーがコアに保存されます。

MOSFETがオフになると、この保存されたエネルギーが二次巻線(N_S)に押し込まれ、ここではD_OUTによって修正されます。

トランス比:

N_P:N_S = 10:1

N_P:N_A = 10:1

これは、二次電圧が約12Vであり、補助巻き電圧がUC2842の実行を維持するのに十分であることを意味します。

フィードバックと規制

出力電圧(12V DC)は、TL431プログラマブルリファレンスによって感知されます。

UC2842のVFBピン(ピン2)にフィードバックを送信するオプトカプラーを介して電流を調整します。

UC2842は、MOSFETのデューティサイクルを調整して、出力電圧を安定させます。

MOSFETの切り替えと保護

MOSFET(Q_SW)は、高周波(〜50-100kHz)でスイッチングを行います。

ゲート抵抗器(R_G10Ω)は、ゲートドライブ電流を制御します。

Snubber Network(D_Clamp、C_SNUB、R_SNUB)は、ほとんどの電圧スパイクを吸収してMOSFETを保護します。

電流センシング抵抗(R_CS、0.75Ω)を使用して、ピーク電流を制限して損傷を防ぎます。

ピーク電流制限の式:

i_peak = 1V / r_cs

ここでは、R_CS =0.75Ωなので、i_peak≈1.33a。

出力修正とフィルタリング

エネルギーが二次巻線(N_S)に移動すると、D_OUTを通過します。これは、高速回復ダイオードです。

c_out(2200µf)は波紋を滑らかにし、安定した12V DCを提供します。

R_LEDおよびR_TLBIASは、TL431の制御に役立ちます。

出力リップル電圧式:

v_ripple =(i_out×d_max) /(f_sw×c_out)

安全性と隔離

オプトカプラー(PC817または同等)により、高電圧側と低電圧側の間に直接的な接続がないことが保証されます。

Snubber回路は、電圧スパイクからICを保護します。

TL431を使用したフィードバックループにより、出力が安定して調整されたままになります。

すべてを計算する方法

電力計算:

出力電力:

pout = vout * iout

入力電源(損失を含む):

PIN = Pout / Efficiency(ETA)

効率は通常約75〜85%です。

主なサイドのもの:

整流器後のDC電圧:

VDC =√(2) * VAC -VDIODE 230V ACでは、325V DCを取得します。

一次電流:

iprimary =(2 * pin) /(vdc * dmax)dmaxは通常50〜60%です。

変圧器巻線の計算:

ターン比:

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

一次インダクタンス:

lprimary =(vdc * dmax * ts) / iprimaryts

= 1 / fsw(FSWは周波数を切り替えています)。

出力コンデンサのサイジング:

リップル電圧に基づくコンデンサ値:

cout =(iout * dmax) /(fsw * vripple)