Jak działa ten przełącznik ścian-brodawek?

AKTUALIZACJA

W jednej z poniższych odpowiedzi przedstawiłem pełny raport z wynikami wraz ze zaktualizowanym schematem i opisem zasad działania w miarę ich rozumienia.

Studiuję przełączanie konwerterów, aby zaspokoić dziwne pragnienie, aby zrozumieć, jak działają. Po prostu przechodzę do części o off-line konwerterach AC-DC w książkach, ale będąc praktycznym rodzajem, pomyślałem, że otworzę taki, który mam pod ręką i zobaczę, co mógłbym do tej pory wyjaśnić.

Oto jak to wygląda po otwarciu:

A oto schemat, z którego zrekonstruowałem:

[Kliknij aby rozszerzyć]

Oto, jak myślę, dotychczas rozumiem. Wszystkie etykiety elementów są wydrukowane na płytce drukowanej:

• C1 jest ładowany do około 170 V DC przez prostownik mostkowy i dostarcza prąd wejściowy.

• B1 to transformator (nie mam pojęcia, dlaczego nie jest to T1). B1P12 jest pierwotnym uzwojeniem kończącym się na pinach 1 i 2. Uważam, że jest to główny pierwotny cewek / uzwojenie.

• R3, C3 i D7 zawierają sieć tłumiącą dla głównego induktora. Oznaczenie „R1A” oznacza „diodę w stylu prostownika o wielkości około 1A”. Nie mogę zobaczyć oznaczeń bez wylutowania, co chciałem na razie odłożyć. Biorąc pod uwagę pochodzenie innych części, nie jestem pewien, czy wiele odkryłem.

• R6 zapewnia prąd podstawowy dla U2, głównego tranzystora przełączającego (TO-220).

• U1 jest podstawowym sterownikiem dla głównego wyłącznika, bocznikującym prądem bazowym po włączeniu. To jest TO-92.

• Przechodząc do wyjścia, D10 (LED) i R11 wskazują, kiedy napięcie wyjściowe (nominalnie 12 V) jest obecne na wyjściu.

• C8 jest kondensatorem wyjściowym.

• B1S (wtórne) jest jedynym uzwojeniem wtórnym i wyciąga prąd z ujemnego końca C8 podczas suwu wyłączenia, zapewniając energię wyjściową. D9 blokuje prąd wsteczny przez wtórny.

Oto, czego jeszcze nie rozumiem:

• Nie ma zegara / oscylatora. Jak, u licha, zmienia się okresowo? Jedyne, co mogę wymyślić, to rezystor i kondensator tworzą obwód RC lub coś w tym rodzaju.

• $V_{CC}$

• Spodziewam się, że D11 to zener, może 11,5 V czy coś takiego. Nie mogę powiedzieć przez inspekcję; wygląda po prostu jak pakiet diod sygnałowych. Ale dla mnie sensowne jest włączenie opto, gdy wzrośnie powyżej 12 V. Nie rozumiem jednak, co robi R10.$V_{out}+$

• Nie rozumiem też, co robią C5 lub C7, ale prawdopodobnie zapytałem wystarczająco dużo.

Czy bardziej doświadczone oko może mi pomóc rozszyfrować niektóre z nich?

Do tej pory dobrze zrobione.

R6 jest zbyt duży, aby zapewnić wszystkie podstawowe odchylenie dla U2 przy normalnej oscylacji, ale „łaskocze to w życie” przy uruchomieniu.

Nie ma zegara, ponieważ sam się oscyluje. Do tego służy uzwojenie B1P34 poprzez komponenty takie jak D5,8 i R2. Ta sieć jest wyłączona, gdy włącza się opto.

Kiedy U2 zaczyna się włączać, sprzężenie zwrotne jest takie, że włącza się mocniej. Pozostaje przy obecnym stale rosnącym w indukcyjności B1. W końcu B1 staje się nasycony, gdy zdarzają się dwie rzeczy. Prąd kolektora U2 gwałtownie rośnie, gdy indukcyjność transformatora ulega załamaniu, a napięcie sprzężenia zwrotnego zaczyna spadać z tego samego powodu. U2 wychodzi z nasycenia, a napięcie kolektora gwałtownie rośnie. To jest sprzężone zwrotnie i U2 zaczyna się wyłączać. Sprzężenie zwrotne teraz wyłącza to mocniej. U1 bierze w tym udział również przez zwarcie złącza BE w celu szybkiego usunięcia ładunku podstawowego. Ta faza cofania kończy się ostatecznie, gdy rdzeń przekazuje swoją energię do wtórnej. Nie przeanalizowałem go całkowicie, ale podejrzewam, że to odchylenie R6 wznawia cały cykl przewodzenia.

R10 to wstępne odchylenie zenera. Zenerowie nie mają ostrej krzywej włączania, mogą pobierać sporo uA przy woltach poniżej ich napięcia znamionowego. R10 utrzymuje zenera w dobrej kondycji, więc lepiej włączyć opto.

To nie odpowiada na wszystkie twoje pytania, ale może przekierować twoje dochodzenia. Spróbuj przerysować komponenty wokół B1P34, aby podkreślić ich rolę zwrotną.

Pamiętaj, że funkcja niektórych komponentów może nie być oczywista, jeśli zostały dodane na przykład w celu zmniejszenia EMI.

RAPORT Z WYNIKÓW

Na podstawie bardzo pomocnej odpowiedzi @ user44635 udało mi się poczynić znaczne postępy w zrozumieniu tego obwodu.

Krytycznym ogniwem było pojęcie „samoscylacji”, co doprowadziło do poszukiwanego terminu „konwerter samoscylacji”, a stamtąd do „konwertera dławika dzwoniącego” (RCC). Ten zasób był szczególnie pomocny: http://mmcircuit.com/understand-rcc-smps/

Ponownie narysowałem poniższy schemat w oparciu o porady user44635, aby podkreślić rolę sprzężenia zwrotnego. Zmieniłem niektóre nazwy symboli na bardziej konwencjonalne, np. U1 -> Q1:

(kliknij schemat, aby rozwinąć)

Oto moje poszerzone zrozumienie operacji:

• C1 jest ładowany do około 170 V DC przez prostownik mostkowy i dostarcza prąd wejściowy.

• T1 jest transformatorem z uzwojeniem pierwotnym, wtórnym i pomocniczym.

• Q2 jest tranzystorem mocy w roli głównego przełącznika. R3, C3 i D7 tworzą sieć tłumiącą w celu ochrony przełącznika poprzez rozproszenie stanu nieustalonego wyłączania. Włączanie jest miękkie.

• R6 zapewnia prąd wyjściowy „rozruchu” dla Q2, aby rozpocząć udar. Gdy Q2 się włącza, prąd przepływa przez T1_PRI, indukując napięcie na T1_AUX (dodatnia końcówka). Prąd przepływa przez D8, R7 i R2, gwałtownie zmieniając Q2 na twardy.

• $V_{BE}$$\frac{1}{R_5C_6}$

• $\frac{d\phi}{dT}$

• Podczas gdy napięcie na T1_AUX jest odwrócone, C4 jest ładowany przez D5. Wierzę, że zapewnia to „impuls włączania” do bazy Q2 na końcu suwu wyłączania, rozpoczynając uderzenie.

• $V_{out}$

• Po stronie wyjściowej D10 (LED) i R11 wskazują, kiedy napięcie wyjściowe (nominalnie 12 V) jest obecne na wyjściu. D9 zapobiega przepływowi prądu wstecznego przez T1_SEC, tak jak ma to miejsce w przypadku konwertera flyback, umożliwiając T1_PRI gromadzenie strumienia w rdzeniu podczas suwu i zapobiegając rozładowaniu kondensatora wyjściowego C8.

• Zakładam, że C5 pełni rolę tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych, ale jeszcze nie rozumiem jego specyfiki.

• Spodziewam się, że C7 omija szum wtórny, który w przeciwnym razie mógłby znaleźć drogę do wyjścia.

Specjalne podziękowania dla user44635 za ustawienie mnie na właściwej drodze!

Daj mi znać, jeśli coś jest nie tak :)