このいぼ型スイッチャーはどのように機能しますか?


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更新

以下の回答のいずれかで、完全な結果レポートを提供し、理解したように動作原理の更新された回路図と説明を提供しました。


スイッチングコンバーターを研究して、奇妙な欲求を満たして、どのように機能するかを理解しています。私は本の中でオフラインAC-DCコンバータに関する部分にたどり着きましたが、実用的なものであるので、私は手頃なものを開き、これまで説明できることを見てみようと思いました。

開いた後の外観は次のとおりです。

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そして、これをリバースエンジニアリングした回路図を次に示します。

ここに画像の説明を入力してください [クリックして展開]

これまでのところ、私が理解していると思うことは次のとおりです。すべてのコンポーネントラベルはPCBに印刷されています。

  • C1は、ラインブリッジ整流器によって約170V DCに充電され、入力電流を供給します。

  • B1はトランスフォーマーです(T1ではない理由はわかりません)。B1P12は、ピン1と2で終端する一次巻線です。これが主な一次インダクタ/巻線であると思います。

  • R3、C3、およびD7は、メインインダクタのスナビングネットワークを構成します。「R1A」指定子は、「約1Aのサイズの整流器スタイルのダイオード」を意味します。はんだ付けを解除せずにマーキングを表示することはできません。今のところ延期したかったのです。また、他の部分の出所を考えると、私は多くを発見するかどうかわかりません。

  • R6は、メインスイッチングトランジスタ(TO-220)であるU2にベース電流を供給します。

  • U1はメインスイッチのベースドライバーであり、オンになるとベース電流を分流します。これはTO-92です。

  • 出力に移動すると、D10(LED)およびR11は、出力に出力電圧(通常12V)が存在する場合に表示を提供します。

  • C8は出力コンデンサです。

  • B1S(二次)は唯一の二次巻線で、オフストローク中にC8の負の端から電流を引き出し、出力エネルギーを提供します。D9は、二次側を通る逆電流をブロックします。

まだわからないことがあります:

  • クロック/オシレーターはありません。どのように定期的に切り替えますか?私が考えることができる唯一のものは、RC回路などを構成する抵抗とコンデンサです。

  • VCC

  • Vout+

  • また、C5またはC7が何をするのかわかりませんが、おそらく十分に尋ねました。

もっと経験を積んだ目で、これを解読できますか?

回答:


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これまではよくやった。

R6は大きすぎて、通常の振動でU2にすべてのベースバイアスを提供できませんが、起動時に「それをくすぐります」。

自励発振するため、時計はありません。これは、D5、8、R2などのコンポーネントを介したB1P34巻線の目的です。このネットワークは、オプトがオンになると無効になります。

U2がオンになり始めると、フィードバックは激しくオンになります。B1のインダクタンスで電流が着実に増加し続けます。2つのことが起こると、最終的にB1は飽和状態になります。U2コレクタ電流は、トランスのインダクタンスが崩壊するにつれて急速に増加し、同じ理由でフィードバック電圧が低下し始めます。U2は飽和状態から抜け出し、コレクター電圧は急速に上昇します。これはフィードバックされ、U2はオフになり始めます。フィードバックにより、それがより困難になりました。U1は、BEジャンクションを短絡してベース電荷を急速に除去することにより、これにも参加します。このフライバックフェーズは、コアがそのエネルギーをセカンダリに転送したときに最終的に終了します。完全には分析していませんが、導通サイクル全体を再開するのはR6バイアスであると思われます。

R10はツェナーに事前バイアスをかけることです。ツェナーには鋭いターンオン曲線がありません。定格電圧より低い電圧でかなりの数uAを消費する可能性があります。R10はツェナーの導通状態を良好に保つため、オプトのオンがより明確に定義されます。

これはすべての質問に答えるわけではありませんが、調査をリダイレクトする可能性があります。フィードバックの役割を強調するために、B1P34の周りのコンポーネントを再描画してみてください。

一部のコンポーネントの機能は、たとえばEMIを低減するために追加された場合、明らかでない場合があることに注意してください。


驚くばかり!非常に役立つユーザー44635!:)
スキャンニー

1
あぁ!あなたの「自励発振」ポインタが重要な手がかりでした。私は検索に苦労し、このような回路を見つけました。しかし今、私は「自励発振コンバータ」で検索したときに、ウィキペディアのページから「リンギングチョークコンバータ」という用語に出会いました。今、私はこのように見える回路を見ています。本当にありがとうuser44635 :)
scanny

わかりました、私はあなたのガイダンスに基づいて考えると多くの進歩を遂げました。私が思いついたことを確認したい場合に備えて、更新された回路図を含む完全な結果レポートを以下に追加しました:)
scanny

3

成果報告

@ user44635の非常に有用な回答に基づいて、この回路の理解を大幅に向上させることができました。

重要なリンクは、「自励発振」という概念で、「自励発振コンバータ」という検索語につながり、そこから「リンギングチョークコンバータ」(RCC)につながりました。このリソースは特に役に立ちました:http : //mmcircuit.com/understand-rcc-smps/

フィードバックの役割を強調するために、user44635のアドバイスに基づいて以下の図を再描画しました。U1-> Q1のように、シンボル名の一部をより一般的な名称に変更しました。

ここに画像の説明を入力してください (スケマティック画像をクリックして展開します)

操作についての私の理解を拡大します。

  • C1は、ラインブリッジ整流器によって約170V DCに充電され、入力電流を供給します。

  • T1は、一次、二次、および補助巻線を備えたトランスです。

  • Q2は、メインスイッチの役割を担うパワートランジスタです。R3、C3、およびD7は、スナビングネットワークを形成し、「スイッチオフ」トランジェントを消費することでスイッチを保護します。スイッチオンはソフトです。

  • R6は、Q2がオンストロークを開始するための「スタートアップ」ベース電流を提供します。Q2がオンになると、T1_PRIを介して電流が流れ、T1_AUXの両端に電圧が誘導されます(正の端点)。電流はD8、R7、およびR2を流れ、Q2を急速にオンにします。

  • VBE1R5C6

  • dϕdT

  • T1_AUXの電圧が反転している間、C4はD5を介して充電されます。これにより、オフストロークの終了時にQ2のベースに「ターンオンパルス」が提供され、オンストロークがキックスタートされると思います。

  • Vout

  • 出力側では、出力に出力電圧(通常12V)が存在する場合、D10(LED)とR11が表示します。D9は、フライバックコンバーターの従来のようにT1_SECを流れる逆電流を防ぎ、T1_PRIがオンストローク中にコアに磁束を蓄積できるようにし、出力コンデンサC8の放電を防ぎます。

  • C5はEMI抑制の役割を果たしていると思いますが、その詳細はまだ理解していません。

  • C7は、出力に到達する可能性のあるセカンダリのノイズをバイパスすることを期待しています。

私を正しい方向に導いてくれたuser44635に感謝します!

この間違いがあるかどうか教えてください:)


間違いではなく、まったく重要ではありません。Q1は単に「ベース電流をシャットオフ」するのではなく、蓄積されたベース電荷をより積極的にBEジャンクションから引き出します。これは、Q2が飽和状態になると蓄積し、すぐに除去しないと、Q2がオフになる遅延につながりますその結果、Q2の消費電力が大きくなります。蓄積された電荷により、飽和TTLロジックが遅くなり、ショットキークランプロジックがトランジスタ飽和を防止し、ECLのような非飽和ロジックが開発されました。
Neil_UK

VBE

あなたは私の先を行っています、<<声>学生は今マスターです!</ hoarse breath>私が言ったように、私はそれを完全には分析しておらず、私に明らかな要素を見つけているだけであり、あなたに足を踏み入れるでしょう。あなたが提案するようにサイクルをスキップすることは完全にもっともらしいように聞こえます。フィードバックのすべてをオフにするオプトは少し粗雑に聞こえると思いました。
Neil_UK

これらのコメントに基づいて、回路動作の説明を更新しました。
スキャンニー
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