Como esse switcher de parede funciona?

ATUALIZAR

Forneci um relatório completo de resultados em uma das respostas abaixo com um esquema e uma descrição atualizados dos princípios operacionais, conforme entendi.

Estou estudando a troca de conversores para alimentar um desejo estranho de entender como eles funcionam. Estou apenas começando a parte sobre conversores AC-DC off-line nos livros, mas sendo um tipo prático, pensei em abrir um que eu tenha à mão e ver o que poderia explicar até agora.

Aqui está o que parece após a abertura:

E aqui está o esquema que eu fiz engenharia reversa a partir dele:

[Clique para expandir]

Aqui está o que eu acho que entendi até agora. Todas as etiquetas dos componentes são impressas na placa de circuito impresso:

• C1 é carregado para aproximadamente 170V DC pelo retificador da ponte de linha e fornece a corrente de entrada.

• B1 é o transformador (não faço ideia por que não é T1). B1P12 é o enrolamento primário que termina nos pinos 1 e 2. Acredito que este seja o principal indutor / enrolamento principal.

• R3, C3 e D7 compreendem uma rede de amortecimento para o indutor principal. O designador "R1A" significa um "diodo no estilo retificador, com aproximadamente 1A de tamanho". Não consigo ver as marcações sem desoldering, o que eu queria adiar por enquanto. Além disso, dada a procedência das outras partes, não tenho certeza se descobriria muita coisa.

• O R6 fornece corrente de base para o U2, o transistor de chaveamento principal (um TO-220).

• O U1 é um driver básico para o comutador principal, evitando a corrente da base quando ligado. Este é um TO-92.

• Movendo-se para a saída, D10 (LED) e R11 fornecem indicação quando a tensão de saída (nominalmente 12V) está presente na saída.

• C8 é o capacitor de saída.

• B1S (secundário) é o único enrolamento secundário e puxa a corrente para fora da extremidade negativa de C8 durante o desligamento, fornecendo a energia de saída. D9 bloqueia a corrente reversa através do secundário.

Aqui está o que eu ainda não entendo:

• Não há relógio / oscilador. Como diabos ele muda periodicamente? A única coisa que consigo pensar é que algum resistor e capacitor compõem um circuito RC ou algo assim.

• $V_{CC}$

• $V_{out}+$

• Também não entendo o que C5 ou C7 fazem, mas provavelmente já perguntei o suficiente.

Um olho mais experiente pode me ajudar a decifrar um pouco disso?

Bem feito até agora.

O R6 é muito grande para fornecer todo o viés de base ao U2 na oscilação normal, mas ele 'agrada a vida' na inicialização.

Não há relógio porque é auto-oscilante. É para isso que serve o enrolamento B1P34, através de componentes como D5,8 e R2. Esta rede é desativada quando o opto é ativado.

Quando o U2 começa a ligar, o feedback é tal que ele é ativado com mais força. Ele permanece com a corrente crescendo constantemente na indutância de B1. Eventualmente, B1 fica saturado, quando duas coisas acontecem. A corrente do coletor U2 aumenta rapidamente à medida que a indutância do transformador entra em colapso e a tensão de realimentação começa a cair pelo mesmo motivo. O U2 sai da saturação e a tensão do coletor aumenta rapidamente. Isso é realimentado e o U2 começa a desligar. O feedback agora o desliga com mais força. O U1 também participa disso, fazendo um curto-circuito na junção BE para remover a carga básica rapidamente. Essa fase de retorno acaba eventualmente quando o núcleo transfere sua energia para o secundário. Ainda não o analisei completamente, mas suspeito que seja o viés R6 que reinicia todo o ciclo de condução.

R10 é pré-polarizar o zener. Os Zeners não têm uma curva de ativação acentuada, eles podem desenhar alguns uA em volts abaixo da tensão nominal. O R10 mantém o zener bem em condução, para que a ativação do opto seja melhor definida.

Isso não responde a todas as suas perguntas, mas pode redirecionar suas investigações. Tente redesenhar os componentes em torno do B1P34 para enfatizar sua função de feedback.

Lembre-se de que a função de alguns componentes pode não ser óbvia, se eles foram adicionados para reduzir a EMI, por exemplo.

RELATÓRIO DE RESULTADOS

Com base na resposta muito útil de @ user44635, consegui fazer progressos substanciais na compreensão desse circuito.

O elo crítico foi a noção de "auto-oscilante", que levou ao termo de pesquisa "conversor auto-oscilante" e a partir daí para "conversor de estrangulamento por toque" (RCC). Este recurso foi especialmente útil: http://mmcircuit.com/understand-rcc-smps/

Redesenhei o esquema abaixo com base nos conselhos de user44635 para enfatizar a função de feedback. Alterei alguns dos nomes de símbolos para designações mais convencionais, por exemplo, U1 -> Q1:

(clique na imagem esquemática para expandir)

Aqui está minha compreensão expandida da operação:

• C1 é carregado para aproximadamente 170V DC pelo retificador da ponte de linha e fornece a corrente de entrada.

• T1 é o transformador, com um enrolamento primário, secundário e auxiliar.

• Q2 é um transistor de potência no papel do interruptor principal. R3, C3 e D7 formam uma rede de desprezo para proteger o comutador dissipando o transiente de 'desligamento'. Ligar é suave.

• R6 fornece corrente de base de "inicialização" para o Q2 iniciar o curso. Quando o Q2 é ativado, a corrente flui através de T1_PRI, induzindo uma tensão em T1_AUX (ponto final positivo). A corrente flui através de D8, R7 e R2, tornando rapidamente o Q2 difícil.

• $V_{BE}$$\frac{1}{R_5C_6}$

• $\frac{d\phi}{dT}$

• Enquanto a tensão em T1_AUX é invertida, C4 é carregado por D5. Acredito que isso fornece um "impulso de ativação" para a base do Q2 no final do golpe, dando início ao golpe.

• $V_{out}$

• No lado da saída, D10 (LED) e R11 fornecem indicação quando a tensão de saída (nominalmente 12V) está presente na saída. D9 impede o fluxo de corrente reversa através de T1_SEC, como é convencional para um conversor flyback, permitindo que T1_PRI acumule fluxo no núcleo durante o curso e impedindo a descarga do capacitor de saída C8.

• Presumo que o C5 desempenhe uma função de supressão de EMI, mas ainda não entendo as especificidades disso.

• Espero que o C7 ignore o ruído no secundário que, de outra forma, poderia encontrar o caminho para a saída.

Agradecimentos especiais ao user44635 por me colocar no caminho certo!

Deixe-me saber se eu entendi algo errado :)