Come funziona questo switcher verruca?

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Ho fornito un rapporto completo sui risultati in una delle risposte di seguito con uno schema aggiornato e una descrizione dei principi operativi come ho capito.

Sto studiando il passaggio di convertitori per alimentare uno strano desiderio di capire come funzionano. Sto solo arrivando alla parte sui convertitori AC-DC off-line nei libri, ma essendo un tipo pratico, ho pensato di aprirne uno che ho utile e vedere cosa avrei potuto spiegare finora.

Ecco come appare dopo l'apertura:

Ed ecco lo schema che ho retroingegnerizzato da esso:

[clicca per espandere]

Ecco cosa penso di aver capito finora. Tutte le etichette dei componenti sono stampate sul PCB:

• C1 viene caricato a circa 170 V CC dal raddrizzatore a ponte di linea e fornisce la corrente di ingresso.

• B1 è il trasformatore (non ho idea del perché non sia T1). B1P12 è l'avvolgimento primario che termina ai pin 1 e 2. Credo che questo sia l'induttore / avvolgimento primario principale.

• R3, C3 e D7 comprendono una rete snobbante per l'induttore principale. Il designatore "R1A" indica un "diodo di tipo raddrizzatore, di dimensioni circa 1A". Non riesco a vedere i segni senza dissaldarli, che per il momento ho voluto rimandare. Inoltre, data la provenienza delle altre parti, non sono sicuro di scoprire molto.

• R6 fornisce corrente di base per U2, il transistor di commutazione principale (un TO-220).

• U1 è un driver di base per l'interruttore principale, che trasmette la corrente di base all'accensione. Questo è un TO-92.

• Passando all'uscita, D10 (LED) e R11 forniscono indicazioni quando sull'uscita è presente la tensione di uscita (nominalmente 12V).

• C8 è il condensatore di uscita.

• B1S (secondario) è l'unico avvolgimento secondario e estrae corrente dall'estremità negativa di C8 durante la corsa off, fornendo l'energia di uscita. D9 blocca la corrente inversa attraverso il secondario.

Ecco cosa non capisco ancora:

• Non c'è orologio / oscillatore. Come diamine cambia periodicamente? L'unica cosa che mi viene in mente è che un resistore e un condensatore formano un circuito RC o qualcosa del genere.

• Cosa fa B1P34, il secondo avvolgimento primario (sui pin 3 e 4)? Ho sentito parlare di questi utilizzati per alimentare una guida , ma non ci sono circuiti integrati nel circuito di alimentazione. Forse fornisce corrente di polarizzazione per il driver opto e base o qualcosa del genere?$V_{CC}$

• Mi aspetto che D11 sia uno zener, forse 11,5 V o qualcosa del genere. Non posso dirlo dall'ispezione; sembra solo un pacchetto di diodi di segnale. Ma ha senso per me in quella posizione attivare l'opzione quando supera i 12 V circa. Non capisco però cosa faccia R10.$V_{out}+$

• Inoltre non capisco cosa fanno C5 o C7, ma probabilmente ho chiesto abbastanza.

Un occhio più esperto può aiutarmi a decodificare parte di questo?

Ben fatto finora.

R6 è troppo grande per fornire tutti i pregiudizi di base a U2 in oscillazione normale, ma "solletica la vita" all'avvio.

Non c'è orologio perché è auto-oscillante. Ecco a cosa serve l'avvolgimento B1P34, attraverso componenti come D5,8 e R2. Questa rete è disabilitata quando si attiva l'opto.

Quando gli U2 iniziano ad accendersi, il feedback è tale che si accende di più. Rimane acceso con la corrente che cresce costantemente nell'induttanza di B1. Alla fine B1 si satura, quando accadono due cose. La corrente del collettore U2 aumenta rapidamente quando l'induttanza del trasformatore collassa e la tensione di feedback inizia a scendere per lo stesso motivo. U2 esce dalla saturazione e la tensione del collettore aumenta rapidamente. Questo viene restituito e gli U2 iniziano a spegnersi. Il feedback ora lo spegne di più. Anche U1 prende parte a questo cortocircuitando la giunzione BE per rimuovere rapidamente la carica di base. Questa fase di flyback termina alla fine quando il nucleo ha trasferito la sua energia al secondario. Non l'ho analizzato completamente, ma sospetto che sia il bias R6 che riavvia l'intero ciclo di conduzione.

R10 serve per pre-polarizzare lo zener. Gli zen non hanno una curva di accensione acuta, possono disegnare parecchi uA a volt al di sotto della loro tensione nominale. R10 mantiene bene lo zener nella conduzione, quindi l'accensione dell'opto è meglio definita.

Questo non risponde a tutte le tue domande, ma può reindirizzare le tue indagini. Prova a ridisegnare i componenti attorno a B1P34 per enfatizzare il loro ruolo di feedback.

Tenere presente che la funzione di alcuni componenti potrebbe non essere ovvia, se ad esempio sono stati aggiunti per ridurre l'IME.

RAPPORTO DI RISULTATO

Sulla base della risposta molto utile di @ user44635 sono stato in grado di compiere progressi sostanziali nella comprensione di questo circuito.

Il collegamento critico era la nozione di "auto-oscillante", che ha portato al termine di ricerca "convertitore auto-oscillante" e da lì a "convertitore choke ring" (RCC). Questa risorsa è stata particolarmente utile: http://mmcircuit.com/understand-rcc-smps/

Ho ridisegnato lo schema seguente in base ai consigli di user44635 per enfatizzare il ruolo di feedback. Ho cambiato alcuni dei nomi dei simboli con designazioni più convenzionali, ad esempio U1 -> Q1:

(fare clic sull'immagine schematica per espandere)

Ecco la mia comprensione estesa dell'operazione:

• C1 viene caricato a circa 170 V CC dal raddrizzatore a ponte di linea e fornisce la corrente di ingresso.

• T1 è il trasformatore, con un avvolgimento primario, secondario e ausiliario.

• Q2 è un transistor di potenza nel ruolo di interruttore principale. R3, C3 e D7 formano una rete snobbante per proteggere l'interruttore dissipando il transitorio di "spegnimento". L'accensione è morbida.

• R6 fornisce la corrente di base di "avvio" affinché Q2 inizi la corsa. All'accensione di Q2, la corrente scorre attraverso T1_PRI, inducendo una tensione attraverso T1_AUX (punto fine positivo). La corrente scorre attraverso D8, R7 e R2, attivando rapidamente Q2.

• $V_{BE}$$\frac{1}{R_5C_6}$

• $\frac{d\phi}{dT}$

• Mentre la tensione attraverso T1_AUX è invertita, C4 viene caricata attraverso D5. Credo che ciò fornisca un "impulso di accensione" alla base di Q2 alla fine della corsa off, dando il via alla corsa.

• $V_{out}$

• Sul lato di uscita, D10 (LED) e R11 forniscono un'indicazione quando sull'uscita è presente una tensione di uscita (nominalmente 12 V). D9 impedisce il flusso di corrente inversa attraverso T1_SEC come è convenzionale per un convertitore flyback, consentendo a T1_PRI di accumulare flusso nel nucleo durante la corsa e impedendo lo scarico del condensatore di uscita C8.

• Presumo che C5 svolga un ruolo di soppressione EMI, ma non ne capisco ancora i dettagli.

• Mi aspetto che C7 ignori il rumore nel secondario che altrimenti potrebbe trovare la sua strada verso l'uscita.

Un ringraziamento speciale a user44635 per avermi impostato sulla strada giusta!

Fammi sapere se ho sbagliato tutto :)