Wie funktioniert dieser Wand-Warzen-Umschalter?

AKTUALISIEREN

Ich habe in einer der folgenden Antworten einen vollständigen Ergebnisbericht mit einem aktualisierten Schema und einer Beschreibung der Funktionsprinzipien bereitgestellt, so wie ich sie verstanden habe.

Ich studiere das Umschalten von Konvertern, um ein seltsames Verlangen zu stillen und zu verstehen, wie sie funktionieren. Ich komme gerade zu dem Teil über Offline-AC / DC-Wandler in den Büchern, aber als praktische Art dachte ich, ich würde einen öffnen, den ich zur Hand habe, und sehen, was ich bisher erklären könnte.

So sieht es nach dem Öffnen aus:

Und hier ist der Schaltplan, den ich rückentwickelt habe:

[Zum erweitern klicken]

Folgendes verstehe ich soweit. Alle Komponentenetiketten sind wie auf der Leiterplatte gedruckt:

• C1 wird vom Netzbrückengleichrichter auf ca. 170V DC aufgeladen und liefert den Eingangsstrom.

• B1 ist der Transformator (keine Ahnung, warum es nicht T1 ist). B1P12 ist die Primärwicklung, die an den Pins 1 und 2 endet. Ich glaube, dies ist die primäre Hauptinduktivität / -wicklung.

• R3, C3 und D7 umfassen ein Dämpfungsnetzwerk für den Hauptinduktor. Die Bezeichnung "R1A" bedeutet eine "Gleichrichterdiode mit einer Größe von etwa 1A". Ich kann die Markierungen nicht sehen, ohne sie zu entlöten, was ich vorerst verschieben wollte. Angesichts der Herkunft der anderen Teile bin ich mir nicht sicher, ob ich viel entdecken würde.

• R6 liefert Basisstrom für U2, den Hauptschalttransistor (ein TO-220).

• U1 ist ein Basistreiber für den Hauptschalter, der beim Einschalten den Basisstrom umleitet. Dies ist ein TO-92.

• Beim Übergang zum Ausgang zeigen D10 (LED) und R11 an, ob am Ausgang eine Ausgangsspannung (nominell 12 V) anliegt.

• C8 ist der Ausgangskondensator.

• B1S (Sekundär) ist die einzige Sekundärwicklung und zieht während des Ausschalttakts Strom aus dem negativen Ende von C8, um die Ausgangsenergie bereitzustellen. D9 blockiert den Rückstrom durch die Sekundärwicklung.

Folgendes verstehe ich noch nicht:

• Es gibt keine Uhr / Oszillator. Wie zum Teufel schaltet es in regelmäßigen Abständen? Das einzige, woran ich denken kann, ist, dass ein Widerstand und ein Kondensator eine RC-Schaltung bilden oder so.

• $V_{CC}$

• $V_{out}+$

• Ich verstehe auch nicht, was C5 oder C7 tun, aber ich habe wahrscheinlich genug gefragt.

Kann mir ein erfahreneres Auge helfen, etwas davon zu entschlüsseln?

Bis jetzt gut gemacht.

R6 ist zu groß, um bei normaler Oszillation die gesamte Basisvorspannung für U2 bereitzustellen, kitzelt sie jedoch beim Start ins Leben.

Es gibt keine Uhr, weil sie selbstoszillierend ist. Dafür ist die B1P34-Wicklung mit Komponenten wie D5,8 und R2 ausgelegt. Dieses Netzwerk ist deaktiviert, wenn der Opto eingeschaltet wird.

Wenn sich U2 einschaltet, ist die Rückkopplung so, dass sie schwerer einschaltet. Es bleibt eingeschaltet, während der Strom in der Induktivität des B1 stetig ansteigt. Schließlich wird B1 gesättigt, wenn zwei Dinge passieren. Der U2-Kollektorstrom steigt schnell an, wenn die Transformatorinduktivität zusammenbricht, und die Rückkopplungsspannung beginnt aus demselben Grund abzusinken. U2 kommt aus der Sättigung und die Kollektorspannung steigt schnell an. Dies wird zurückgemeldet und U2 beginnt sich auszuschalten. Das Feedback macht es jetzt schwerer. U1 nimmt auch daran teil, indem es den BE-Übergang kurzschließt, um die Grundladung schnell zu entfernen. Diese Rücklaufphase endet schließlich, wenn der Kern seine Energie auf die Sekundärseite übertragen hat. Ich habe es nicht vollständig analysiert, aber ich vermute, dass es die R6-Vorspannung ist, die den gesamten Leitungszyklus neu startet.

R10 dient zum Vorspannen des Zeners. Zener haben keine scharfe Einschaltkurve, sie können einige uA bei Volt unter ihrer Nennspannung ziehen. R10 hält den Zener gut in der Leitung, so dass das Einschalten des Optos besser definiert wird.

Dies beantwortet nicht alle Ihre Fragen, kann jedoch zu einer Umleitung Ihrer Ermittlungen führen. Versuchen Sie, die Komponenten um B1P34 herum neu zu zeichnen, um ihre Feedback-Rolle zu betonen.

Beachten Sie, dass die Funktion einiger Komponenten möglicherweise nicht offensichtlich ist, wenn sie beispielsweise zur Reduzierung der EMI hinzugefügt wurden.

ERGEBNISBERICHT

Aufgrund der sehr hilfreichen Antwort von @ user44635 konnte ich wesentliche Fortschritte beim Verständnis dieser Schaltung erzielen.

Die kritische Verbindung war der Begriff "selbstoszillierend", der zum Suchbegriff "selbstoszillierender Wandler" und von dort zum "Ringing Choke Converter" (RCC) führte. Diese Ressource war besonders hilfreich: http://mmcircuit.com/understand-rcc-smps/

Ich habe das unten stehende Schema basierend auf dem Rat von user44635 neu gezeichnet, um die Feedback-Rolle hervorzuheben. Ich habe einige der Symbolnamen in konventionellere Bezeichnungen geändert, z. B. U1 -> Q1:

(Klicken Sie auf das schematische Bild, um es zu vergrößern.)

Hier ist mein erweitertes Verständnis der Operation:

• C1 wird vom Netzbrückengleichrichter auf ca. 170V DC aufgeladen und liefert den Eingangsstrom.

• T1 ist der Transformator mit Primär-, Sekundär- und Hilfswicklung.

• Q2 ist ein Leistungstransistor in der Rolle des Hauptschalters. R3, C3 und D7 bilden ein Snubbing-Netzwerk, um den Switch zu schützen, indem der Ausschalt-Transient abgebaut wird. Das Einschalten ist leise.

• R6 liefert den Basisstrom "Anlauf" für Q2, um den Einschalttakt zu beginnen. Wenn Q2 einschaltet, fließt Strom durch T1_PRI und induziert eine Spannung über T1_AUX (Punktende positiv). Der Strom fließt durch D8, R7 und R2 und schaltet Q2 schnell ein.

• $V_{BE}$$\frac{1}{R_5C_6}$

• $\frac{d\phi}{dT}$ ändert die Richtung beim Übergang zum Ausschalthub. Dies lädt den Ausgangskondensator C8 auf, der diese Energie für die Ausgabe speichert.

• Während die Spannung an T1_AUX umgekehrt wird, wird C4 über D5 aufgeladen. Ich glaube, dies liefert einen "Einschaltimpuls" an die Basis von Q2 am Ende des Ausschalthubs, wodurch der Einschalthub ausgelöst wird.

• Die Steuerung übernimmt der ~ 12 V-Zener D11. Wann$V_{out}$(über R10) steigt genug an, um den Zener einzuschalten, Strom fließt durch R9, um den Optokoppler mit Strom zu versorgen. R9 begrenzt den Strom durch die Opto-LED. Bei Erregung liefert der Opto-Fototransistor einen Basisstrom an Q1, der dann den Basisstrom Q2 überbrückt. Dies beendet jeden aktuellen Einschalttakt vorzeitig und verzögert den Start des nächsten, bis der Optokoppler stromlos ist.

• Ausgangsseitig zeigen D10 (LED) und R11 an, ob am Ausgang eine Ausgangsspannung (nominal 12 V) anliegt. D9 verhindert einen Rückstromfluss durch T1_SEC, wie es für einen Sperrwandler üblich ist, wodurch T1_PRI während des Ein-Takts einen Fluss im Kern ansammeln kann und ein Entladen des Ausgangskondensators C8 verhindert wird.

• Ich gehe davon aus, dass C5 eine Rolle bei der EMI-Unterdrückung spielt, verstehe aber die Besonderheiten noch nicht.

• Ich erwarte, dass C7 das Rauschen auf der Sekundärseite umgeht, das sonst den Weg zum Ausgang finden könnte.

Besonderer Dank geht an user44635, der mich auf den richtigen Weg gebracht hat!

Lass es mich wissen, wenn ich etwas falsch gemacht habe :)