Как работает этот настенный выключатель?

ОБНОВИТЬ

Я предоставил полный отчет о результатах в одном из ответов ниже с обновленной схемой и описанием принципов работы, насколько я понял.

Я изучаю переключение конвертеров, чтобы питать странное желание понять, как они работают. Я просто перехожу к части о автономных преобразователях переменного тока в постоянные в книгах, но, будучи практичным человеком, я решил открыть один, который мне пригодится, и посмотреть, что я могу объяснить до сих пор.

Вот как это выглядит после открытия:

И вот схема, которую я реконструировал из этого:

[нажмите, чтобы развернуть]

Вот то, что я думаю, я понимаю до сих пор. Все метки компонентов напечатаны на печатной плате:

C1 заряжается до приблизительно 170 В пост. Тока выпрямителем линейного моста и подает входной ток.
B1 - это трансформатор (не знаю, почему это не T1). B1P12 - первичная обмотка, заканчивающаяся на контактах 1 и 2. Я полагаю, что это основная первичная индуктор / обмотка.
R3, C3 и D7 содержат демпфирующую сеть для основного индуктора. Обозначение «R1A» означает «диод выпрямительного типа, размером около 1 А». Я не могу видеть маркировку без распайки, которую я хотел отложить на данный момент. Кроме того, учитывая происхождение других частей, я не уверен, что узнаю много.
R6 обеспечивает базовый ток для U2, главного коммутирующего транзистора (TO-220).
U1 - базовый драйвер для главного выключателя, шунтирующий базовый ток при включении. Это ТО-92.
Переходя к выходу, D10 (светодиод) и R11 обеспечивают индикацию, когда на выходе присутствует выходное напряжение (номинально 12 В).
C8 - выходной конденсатор.
B1S (вторичная) является единственной вторичной обмоткой и вытягивает ток из отрицательного конца C8 во время хода выключения, обеспечивая выходную энергию. D9 блокирует обратный ток через вторичную.

Вот что я еще не понимаю:

Там нет часов / генератора. Как, черт возьми, он периодически переключается? Единственное, о чем я могу думать, это какой-то резистор и конденсатор, образующие RC-цепь или что-то в этом роде.
$V_{CC}$
Я ожидаю, что D11 - стабилитрон, может быть, 11,5 В или что-то в этом роде. Я не могу сказать по осмотру; это просто похоже на пакет сигнального диода. Но в этом месте имеет смысл включить опто, когда поднимается выше 12 В или около того. Я не понимаю, что делает R10. $V_{out}+$
Я также не понимаю, что делают C5 или C7, но я, вероятно, спросил достаточно.

Может ли более опытный глаз помочь мне расшифровать часть этого?

power-supply switch-mode-power-supply wall-wart

— scanny
источник

Ответы:

Молодцы пока.

R6 слишком велик, чтобы обеспечить все базовые смещения для U2 при нормальных колебаниях, но при запуске он «запускает».

Там нет часов, потому что они автоколебательные. Это то, для чего предназначена обмотка B1P34 через такие компоненты, как D5,8 и R2. Эта сеть отключена, когда включается опто.

Когда U2 начинает включаться, обратная связь такова, что он включается сильнее. Он остается постоянным с ростом тока в индуктивности B1. В конце концов B1 становится насыщенным, когда происходят две вещи. Ток коллектора U2 быстро увеличивается, когда индуктивность трансформатора падает, и напряжение обратной связи начинает падать по той же причине. U2 выходит из насыщения, и напряжение на коллекторе быстро растет. Это возвращается, и U2 начинает отключаться. Обратная связь теперь отключает его сильнее. U1 также участвует в этом, закорачивая переход BE для быстрого удаления основного заряда. Эта фаза обратного хода заканчивается, когда ядро передает свою энергию вторичному устройству. Я не проанализировал это полностью, но подозреваю, что смещение R6 перезапускает весь цикл проводимости.

R10 - это предварительное смещение стабилитрона. У стабилитронов нет крутой кривой включения, они могут потреблять довольно много мкА при вольт ниже номинального напряжения. R10 хорошо удерживает стабилитрон, поэтому включение оптики лучше определено.

Это не отвечает на все ваши вопросы, но может перенаправить ваши расследования. Попробуйте перерисовать компоненты вокруг B1P34, чтобы подчеркнуть их роль обратной связи.

Имейте в виду, что функция некоторых компонентов может быть неочевидной, если они были добавлены, например, для снижения уровня электромагнитных помех.

— Neil_UK
источник

Потрясающие! Очень полезный пользователь44635! :)

— сканы

Ага! Таким образом, ваш «автоколебательный» указатель был ключевой подсказкой, у меня были проблемы с поиском, нахождением любых схем, которые выглядели бы как эта; но теперь я встретил термин «преобразователь дроссельной заслонки» со страницы Википедии, когда я искал «автоколебательный преобразователь». Теперь я вижу схемы, которые очень похожи на это. Большое спасибо user44635 :)

— сканни

Ладно, я добился большого прогресса, я думаю, основываясь на вашем руководстве; Я добавил полный отчет о результатах ниже с обновленной схемой на тот случай, если вы хотите увидеть, что я придумал :)

— scanny

Итоговый отчет

Основываясь на очень полезном ответе @ user44635, я смог значительно продвинуться в понимании этой схемы.

Критическим звеном было понятие «автоколебания», что привело к поиску термина «автоколебательный преобразователь» и оттуда к «преобразователю дроссельной заслонки» (RCC). Этот ресурс был особенно полезен: http://mmcircuit.com/understand-rcc-smps/

Я перерисовал схему ниже на основе совета пользователя user44635, чтобы подчеркнуть роль обратной связи. Я изменил некоторые имена символов на более условные обозначения, например, U1 -> Q1:

(щелкните схематическое изображение, чтобы развернуть)

Вот мое расширенное понимание операции:

C1 заряжается до приблизительно 170 В пост. Тока выпрямителем линейного моста и подает входной ток.
Т1 - трансформатор с первичной, вторичной и вспомогательной обмотками.
Q2 - это силовой транзистор в роли главного выключателя. R3, C3 и D7 образуют демпфирующую сеть для защиты коммутатора путем рассеяния переходного процесса «выключено». Включение мягкое.
R6 обеспечивает базовый ток «запуска» для Q2, чтобы начать рабочий ход. Когда Q2 включается, ток течет через T1_PRI, вызывая напряжение на T1_AUX (положительный конец точки). Ток протекает через D8, R7 и R2, быстро включая Q2.
$V_{BE}$ $\frac{1}{R_5C_6}$
$\frac{d\phi}{dT}$
В то время как напряжение на T1_AUX обращено, C4 заряжается через D5. Я полагаю, что это обеспечивает «импульс включения» базы Q2 в конце такта выключения, запускающий удар на такте.
$V_{out}$
На выходной стороне D10 (светодиод) и R11 обеспечивают индикацию, когда выходное напряжение (номинально 12 В) присутствует на выходе. D9 предотвращает протекание обратного тока через T1_SEC, как это принято для преобразователя с обратной связью, позволяя T1_PRI накапливать поток в сердечнике во время рабочего хода и предотвращая разрядку выходного конденсатора C8.
Я предполагаю, что C5 выполняет роль подавления электромагнитных помех, но пока не понимаю специфики этого.
Я ожидаю, что C7 обходит шум во вторичном, который мог бы иначе найти свой путь к выходу.

Отдельное спасибо user44635 за то, что поставил меня на правильный путь!

Дайте мне знать, если у меня что-то не так :)

— scanny
источник

Не неправильно, просто не совсем правильный акцент. Q1 не просто «отключает базовый ток», но более активно вытягивает сохраненный базовый заряд из соединения BE, который накапливается, когда Q2 переходит в насыщение, что, если его не удалить быстро, приведет к задержке выключения Q2, с результирующее более высокое рассеяние в Q2. Именно этот накопленный заряд сделал медленную логику насыщения TTL медленной, что привело к логике с ограничением по Шоттки для предотвращения насыщения транзистора и к развитию ненасыщающей логики, такой как ECL.

— Neil_UK

V_{B E}

$V_{BE}$

Теперь ты впереди меня, <хриплое дыхание> ученик теперь мастер! </ хриплое дыхание> Как я уже сказал, я не проанализировал это полностью, я просто обнаружил элементы, которые для меня очевидны, и даст вам возможность подняться. Пропуск цикла, как вы предполагаете, звучит вполне правдоподобно, я подумал, что оптоотключение всего в обратной связи звучит немного грубо.

— Neil_UK

Я обновил описание работы схемы на основе этих комментариев.

— сканни