बुनियादी काम
तो यह बात ऊर्जा को संग्रहीत और डंप करके काम करती है। अन्य कन्वर्टर्स के लिए अलग -अलग जो सिर्फ एक ट्रांसफार्मर के माध्यम से पावर पास करते हैं, यह एक पहले कोर में ऊर्जा को संग्रहीत करता है जब स्विच चालू होता है और जब यह बंद हो जाता है तो यह उस सभी संग्रहीत ऊर्जा को आउटपुट में फेंक देता है।
कदम दर कदम क्या होता है?
मेन्स एसी में आता है, ठीक हो जाता है और फ़िल्टर किया जाता है:
हमें मुख्य एसी मिला, है ना? यह एक पुल रेक्टिफायर के माध्यम से जाता है, फिर डीसी में बदल जाता है और फिर एक बड़ा संधारित्र इसे चिकना कर देता है।
सुधार के बाद डीसी वोल्टेज:
Vdc =) (2) * vac - vdiode
इसलिए अगर हमें 230V AC मिला है, तो यह बात हमें लगभग 325V DC देती है।
स्विचिंग और ऊर्जा भंडारण:
UC2842 50-100 kHz की तरह कुछ उच्च आवृत्ति पर एक MOSFET स्विच (आइए 230V मुख्य के लिए IRF840) चलाता है।
जब MOSFET तब होता है, तो ट्रांसफार्मर के प्राथमिक घुमाव में वर्तमान प्रवाह होता है और बाद में ऊर्जा चुंबकीय कोर में संग्रहीत हो जाती है।
ऊर्जा रिलीज और आउटपुट सुधार:
MOSFET बंद हो जाता है और अब सभी संग्रहीत ऊर्जा द्वितीयक पक्ष में कूद जाती है।
एक फास्ट डायोड (UF4007, MUR460, आदि) है जो इसे ठीक करता है और एक संधारित्र इसे चिकना करता है।
अब हमें एक स्थिर डीसी आउटपुट उपयोग के लिए तैयार है।
प्रतिक्रिया नियंत्रण और वोल्टेज विनियमन:
हम एक ऑप्टोकॉपर और एक TL431 नियामक का उपयोग करके आउटपुट वोल्टेज को समझते हैं।
UC2842 आउटपुट वोल्टेज को स्थिर रखने के लिए अपने कर्तव्य चक्र को समायोजित करता है।
हमें किन भागों की आवश्यकता है?
सर्किट में मुख्य सामान:
- UC2842 PWM IC - MOSFET को स्विच करते हुए, पूरे शो को चलाता है।
- MOSFET - (जैसे IRF840) ट्रांसफार्मर को चालू और बंद कर देता है।
- फ्लाईबैक ट्रांसफार्मर-कस्टम-घाव, चरण-डाउन वोल्टेज।
- फास्ट डायोड - (UF4007, MUR460, आदि) रिवर्स वोल्टेज को ब्लॉक करता है।
- आउटपुट संधारित्र - स्टोर चार्ज, फ़िल्टर आउटपुट।
- स्नबर सर्किट-MOSFET पर उच्च-वोल्टेज स्पाइक्स को रोकता है।
- OptoCoupler (PC817) - आइसोलेट्स और फीडबैक भेजता है।
- TL431 - प्रतिक्रिया वोल्टेज को नियंत्रित करता है।
विस्तृत कार्य
अब UC2842 220V से 12V SMPS कनवर्टर सर्किट आरेख का उल्लेख करते हुए, यह 85V से 265V AC लेता है, इसे 4A पर 12V DC में परिवर्तित करता है। यह एक विस्तृत-इनपुट पृथक बिजली की आपूर्ति है, जिसका अर्थ है कि इनपुट और आउटपुट ट्रांसफार्मर द्वारा पूरी तरह से अलग हो जाते हैं। यह एडेप्टर, बैटरी चार्जर और कम-शक्ति वाले एसएमपी के लिए एकदम सही है।
तो आइए देखें कि सर्किट में कदम से क्या हो रहा है।
डीसी सुधार और फ़िल्टरिंग के लिए एसी
पहले हमें एसी मेन (85V से 265V) मिला।
यह एक ब्रिज रेक्टिफायर (D_Bridge) में जाता है जो AC को धमाकेदार DC में परिवर्तित करता है।
फिर एक बड़ा संधारित्र (C_IN, 180 ,F) इसे चिकना करता है और हमें DC वोल्टेज देता है (कहीं न कहीं 120V DC से 375V DC के बीच इनपुट एसी वोल्टेज पर संबंध रखता है)।
सुधार के बाद डीसी वोल्टेज के लिए सूत्र:
V_dc = 1 (2) × v_ac - v_diode
230V एसी के लिए, हमें 325V डीसी मिलता है।
UC2842 IC को पावर करना
UC2842 को चलाने के लिए लगभग 10V से 30V की आवश्यकता होती है।
इसे R_START (100k and) के माध्यम से शक्ति मिलती है जो वोल्टेज को उच्च-वोल्टेज डीसी से गिराता है।
फिर d_bias (डायोड) और C_VCC (120) F) है जो VCC पिन (पिन 7) पर वोल्टेज को स्थिर रखता है।
एक बार UC2842 स्विच करना शुरू कर देता है, तो यह सहायक वाइंडिंग N_A का उपयोग करके आत्म-पॉवर्स।
फ्लाईबैक ट्रांसफार्मर एक्शन
यह ट्रांसफार्मर यहां मुख्य भाग है।
इसमें तीन वाइंडिंग हैं:
प्राथमिक घुमावदार (N_P) - MOSFET नाली से जुड़ा हुआ है।
सहायक वाइंडिंग (N_A) - स्टार्टअप के बाद POWERS UC2842।
द्वितीयक वाइंडिंग (N_S) - 12V आउटपुट प्रदान करता है।
जब MOSFET (Q_SW) चालू होता है तो वर्तमान प्रवाह N_P घुमावदार के माध्यम से होता है और ऊर्जा कोर में संग्रहीत हो जाती है।
जब MOSFET बंद हो जाता है, तो इस संग्रहीत ऊर्जा को द्वितीयक घुमावदार (N_S) में धकेल दिया जाता है और यहाँ यह d_out द्वारा ठीक हो जाता है।
ट्रांसफार्मर अनुपात:
N_p: n_s = 10: 1
N_p: n_a = 10: 1
इसका मतलब यह है कि द्वितीयक वोल्टेज लगभग 12V है और सहायक वाइंडिंग वोल्टेज UC2842 को चालू रखने के लिए पर्याप्त है।
प्रतिक्रिया और विनियमन
आउटपुट वोल्टेज (12V DC) को TL431 प्रोग्रामेबल संदर्भ द्वारा संवेदी है।
यह एक ऑप्टोकॉपर के माध्यम से करंट को समायोजित करता है जो UC2842 के VFB पिन (पिन 2) पर प्रतिक्रिया भेजता है।
UC2842 आउटपुट वोल्टेज को स्थिर रखने के लिए MOSFET के कर्तव्य चक्र को समायोजित करता है।
MOSFET स्विचिंग और सुरक्षा
MOSFET (Q_SW) एक उच्च आवृत्ति (~ 50-100kHz) पर स्विचिंग करता है।
एक गेट रोकनेवाला (R_G 10ω) गेट ड्राइव वर्तमान को नियंत्रित करता है।
स्नबर नेटवर्क (D_Clamp, C_SNUB, R_SNUB) MOSFET की रक्षा के लिए अधिकांश वोल्टेज स्पाइक्स को अवशोषित करता है।
क्षति को रोकने के लिए पीक करंट को सीमित करने के लिए एक वर्तमान संवेदन अवरोधक (R_CS, 0.75)) का उपयोग किया जाता है।
पीक वर्तमान सीमा के लिए सूत्र:
I_peak = 1v / r_cs
यहाँ, r_cs = 0.75ω, इसलिए i_peak of 1.33a।
आउटपुट सुधार और फ़िल्टरिंग
एक बार ऊर्जा द्वितीयक वाइंडिंग (N_S) में जाती है, तो यह D_OUT के माध्यम से जाता है जो एक तेजी से रिकवरी डायोड है।
C_out (2200) F) तरंगों को चिकना कर देता है, जिससे हमें एक स्थिर 12V dc मिलता है।
R_LED और R_TLBIAS TL431 को नियंत्रित करने में मदद करता है।
आउटपुट रिपल वोल्टेज फॉर्मूला:
V_ripple = (i_out × d_max) / (f_sw × c_out)
सुरक्षा और अलगाव
Optocoupler (PC817 या समकक्ष) यह सुनिश्चित करता है कि उच्च-वोल्टेज पक्ष और कम-वोल्टेज पक्ष के बीच कोई सीधा संबंध नहीं है।
स्नबर सर्किट वोल्टेज स्पाइक्स के खिलाफ आईसी की रक्षा करता है।
TL431 के साथ फीडबैक लूप यह सुनिश्चित करता है कि आउटपुट स्थिर और विनियमित रहता है।
हम सब कुछ कैसे गणना करते हैं
शक्ति गणना:
बिजली उत्पादन:
Pout = vout * iout
इनपुट पावर (नुकसान सहित):
पिन = पाउट / दक्षता (ईटीए)
दक्षता आमतौर पर लगभग 75-85% होती है।
प्राथमिक साइड सामान:
रेक्टिफायर के बाद डीसी वोल्टेज:
Vdc =) (2) * vac - vdiode 230V ac के लिए, हमें 325V dc मिलता है।
प्राथमिक वर्तमान:
Iprimary = (2 * पिन) / (vdc * dmax) dmax आमतौर पर 50-60%होता है।
ट्रांसफार्मर घुमावदार गणना:
टर्न अनुपात:
Npri / nsec = (vdc * dmax) / (vout + vdiode)
प्राथमिक इंडक्शन:
Lprimary = (vdc * dmax * ts) / iprimaryts
= 1 / FSW (FSW आवृत्ति स्विच कर रहा है)।
आउटपुट कैपेसिटर साइज़िंग:
रिपल वोल्टेज के आधार पर संधारित्र मूल्य:
Cout = (iout * dmax) / (fsw * vripple)
