Kaip sukurti „Flyback Converter“ - išsamią pamoką

Skrydžio konfigūracija yra pageidautina topologija SMPS programų projektuose, daugiausia todėl, kad tai garantuoja visišką išėjimo DC nuolatinę izoliaciją nuo įvesties tinklo AC. Tarp kitų funkcijų yra mažos gamybos išlaidos, paprastesnis dizainas ir nesudėtingas įgyvendinimas. Žemos srovės DCM keitiklių variantai, kurių išvesties specifikacija yra mažesnė nei 50 vatų, yra plačiau naudojami nei didesnių didelės srovės analogų.

Sužinokime išsamią informaciją išsamiai paaiškindami šias dalis:

Išsamus neinternetinio fiksuoto dažnio DCM „Flyback Converter“ projektavimo vadovas

Skrydžio režimai: DCM ir CCM

Žemiau matome pagrindinį „flyback“ keitiklio scheminį dizainą. Pagrindiniai šio dizaino skyriai yra transformatorius, perjungimo galios „mosfet“ Q1 pirminėje pusėje, tilto lygintuvas antrinėje pusėje D1, filtro kondensatorius lyginimui išvestis iš D1 ir PWM valdiklio pakopa, kuri gali būti IC valdoma grandinė.

Šio tipo „flyback“ projektavimas gali turėti CCM (nepertraukiamo laidumo režimas) arba DCM (nepertraukiamo laidumo režimas) veikimą, atsižvelgiant į tai, kaip sukonfigūruota maitinimo MOSFET T1.

Iš esmės DCM režime mes visą transformatoriuje saugomą elektros energiją perduodame per antrinę pusę kiekvieną kartą, kai MOSFET išjungiamas per jo perjungimo ciklus (taip pat vadinamas grįžimo periodu), todėl pirminės pusės srovė pasiekia nulinį potencialą kol T1 vėl negalės įsijungti per kitą perjungimo ciklą.

Veikiant CCM režimu, pirminėje energijoje sukaupta elektros energija nesuteikia galimybės visiškai perduoti ar indukuotis per antrinę.

Taip yra todėl, kad kiekvienas paskesnis perjungimo impulsas iš PWM valdiklio įjungia T1, kol transformatorius neperdavė visos sukauptos energijos į apkrovą. Tai reiškia, kad grįžtamojo ryšio srovei (ILPK ir ISEC) niekada neleidžiama pasiekti nulio potencialo per kiekvieną perjungimo ciklą.

Skirtumą tarp dviejų veikimo režimų galime matyti šioje diagramoje per dabartinius bangos formos modelius pirminėje ir antrinėje transformatoriaus sekcijoje.

Tiek DCM, tiek CCM režimai turi savo specifinių pranašumų, kuriuos galima sužinoti iš šios lentelės:

Palyginti su CCM, DCM režimo grandinei reikalingas didesnis didžiausios srovės lygis, kad būtų užtikrinta optimali galia visoje transformatoriaus antrinėje pusėje. Tai savo ruožtu reikalauja, kad pagrindinė pusė būtų įvertinta esant didesnei RMS srovei, o tai reiškia, kad MOSFET reikia vertinti nurodytu didesniu diapazonu.

Tais atvejais, kai reikalaujama, kad konstrukcija būtų ribota įėjimo srovės ir komponentų diapazonu, paprastai pasirenkamas CCM režimo grįžimas, leidžiantis projektuoti palyginti mažesnį filtro kondensatorių ir mažesnius laidumo nuostolius MOSFET ir transformatoriuje).

CCM tampa palankus tokioms sąlygoms, kai įėjimo įtampa yra mažesnė, o srovė yra didesnė (virš 6 amperų). 50 vatų galia , išskyrus 5 V išėjimus, kurių galios specifikacija gali būti mažesnė nei 50 vatų.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta dabartinė reakcija grįžtamojo režimo pagrindinėje pusėje ir atitinkamas jų trikampio ir trapecijos formos formos ryšys.

IA trikampėje bangos formoje nurodo mažiausią inicijavimo tašką, kuris gali būti vertinamas kaip nulis MOSFET įjungimo laikotarpio pradžioje, taip pat aukštesnį srovės smailės lygį, kuris išlieka pirminėje apvijoje. transformatorius tuo metu, kol MOSFET vėl bus įjungtas, veikiant CCM režimu.

IB gali būti suvokiamas kaip dabartinio dydžio pabaigos taškas, o mosfet jungiklis įjungtas (tonų intervalas).

Normalizuota srovės vertė IRMS gali būti vertinama kaip K faktoriaus (IA / IB) funkcija per Y ašį.

Tai gali būti naudojama kaip daugiklis, kai reikia apskaičiuoti varžos nuostolius įvairiam bangų formų skaičiui, atsižvelgiant į trapecijos formos bangą, kurios viršutinė bangos forma yra plokščia.

Tai taip pat parodo papildomus neišvengiamus transformatoriaus apvijos ir tranzistorių ar diodų nuolatinės srovės laidumo nuostolius kaip srovės bangos formos funkciją. Pasinaudojęs šiais patarimais, projektuotojas, naudodamas tokią gerai apskaičiuotą keitiklio konstrukciją, galės išvengti net 10–15% laidumo nuostolių.

Atsižvelgiant į minėtus kriterijus, gali būti labai svarbu toms programoms, kurios skirtos valdyti didelę RMS srovę, ir reikalauti optimalaus efektyvumo kaip pagrindinių savybių.

Gali būti įmanoma pašalinti papildomus vario nuostolius, nors tam gali prireikti didžiulio šerdies dydis didesnio apvijų lango plotui pritaikyti, priešingai nei situacijose, kai svarbiausios tampa tik pagrindinės specifikacijos.

Kaip mes supratome iki šiol, DCM veikimo režimas leidžia naudoti mažesnio dydžio transformatorių, turi didesnį pereinamąjį atsaką ir veikia su minimaliais perjungimo nuostoliais.

Todėl šis režimas tampa labai rekomenduojamas grįžtamojo ryšio grandinėms, nurodytoms didesnei išėjimo įtampai, kai reikalingi santykinai mažesni amperų reikalavimai.

Nors gali būti įmanoma suprojektuoti grįžtamąjį keitiklį, kuris veiktų su DCM, taip pat su CCM režimais, reikia atsiminti vieną dalyką, kad pereinant nuo DCM prie CCM režimo, ši perjungimo funkcija transformuojasi į 2 polių operaciją, todėl atsiranda žemas keitiklio varža.

Dėl šios situacijos būtina įtraukti papildomas projektavimo strategijas, įskaitant įvairius kontūrus (grįžtamąjį ryšį) ir nuolydžio kompensavimą, atsižvelgiant į vidinės srovės kilpos sistemą. Praktiškai tai reiškia, kad turime įsitikinti, jog keitiklis pirmiausia skirtas CCM režimui, tačiau gali dirbti su DCM režimu, kai išėjime naudojamos lengvesnės apkrovos.

Gali būti įdomu žinoti, kad naudojant pažangius transformatorių modelius gali būti įmanoma patobulinti CCM keitiklį reguliuojant švaresnį ir lengvesnį apkrovą, taip pat aukštą kryžminį reguliavimą plačiu apkrovos diapazonu per pakopinį transformatorių.

Tokiais atvejais nedidelis šerdies tarpas priverčiamas įterpiant išorinį elementą, pvz., Izoliacinę juostelę ar popierių, kad iš pradžių būtų sukeliamas didelis induktyvumas ir taip pat būtų galima naudoti CCM su mažesnėmis apkrovomis. Kitą kartą aptarsime tai tolimesnius mano straipsnius.

Turėdamas tokias universalias DCM režimo charakteristikas, nenuostabu, kad tai tampa populiarus pasirinkimas, kai reikia sukurti be rūpesčių, efektyvų ir mažai energijos naudojančią SMPS.

Toliau mes išmoksime žingsnis po žingsnio instrukcijas, kaip sukurti DCM režimo grįžtamąjį keitiklį.

DCM „Flyback“ dizaino lygtys ir nuoseklūs sprendimų reikalavimai

1 žingsnis:
Įvertinkite ir įvertinkite savo projektavimo reikalavimus. Viskas SMPS dizainas turi prasidėti įvertinant ir nustatant sistemos specifikacijas. Turėsite apibrėžti ir paskirstyti šiuos parametrus:

Mes žinome, kad efektyvumo parametras yra pats svarbiausias, kurį reikia nuspręsti pirmiausia. Lengviausias būdas yra nustatyti tikslą nuo 75% iki 80%, net jei jūsų dizainas yra nebrangus dizainas. Perjungimo dažnis žymimas kaip

Fsw paprastai turi būti pažeistas, tuo pačiu išnaudojant transformatoriaus dydį ir nuostolius, patirtus dėl perjungimo ir EMI. Tai reiškia, kad gali tekti nuspręsti dėl mažesnio kaip 150 kHz perjungimo dažnio. Paprastai tai gali būti pasirinkta tarp 50 kHz ir 100 kHz diapazono.

Be to, jei projektuojant reikia įtraukti daugiau nei vieną išėjimą, didžiausią galios vertę „Pout“ reikės koreguoti kaip bendrą dviejų išėjimų vertę.

Jums gali būti įdomu žinoti, kad iki paskutiniųjų laikų populiariausi įprasti SMPS dizainai turėjo „mosfet“ ir „ PWM perjungimo valdiklis kaip du skirtingi izoliuoti etapai, integruoti kartu per PCB išdėstymą, tačiau šiais laikais šiuolaikiniuose SMPS įrenginiuose šiuos du etapus galima rasti įdėtus į vieną paketą ir pagamintus kaip atskirus IC.

Daugiausia parametrai, į kuriuos paprastai atsižvelgiama projektuojant „Flyback SMPS“ keitiklį, yra 1) taikymas arba apkrovos specifikacijos, 2) kaina 3) budėjimo būsenos galia ir 4) papildomos apsaugos savybės.

Kai naudojami įterptieji IC, paprastai viskas tampa daug lengviau, nes norint apskaičiuoti optimalų grįžtamojo ryšio keitiklį, reikia tik apskaičiuoti transformatorių ir keletą išorinių pasyvių komponentų.

Panagrinėkime išsamią informaciją apie susijusius skaičiavimus kuriant naujovišką SMPS.

Įvesties kondensatoriaus Cin ir įvesties nuolatinės įtampos diapazono apskaičiavimas

Priklausomai nuo įėjimo įtampos ir galios specifikacijų, standartinę „Cin“ pasirinkimo taisyklę, kuri taip pat vadinama nuolatinės grandies kondensatoriumi, galima sužinoti iš šių paaiškinimų:

Norint užtikrinti platų veikimo diapazoną, DC linijos kondensatoriui gali būti pasirinkta 2uF už vatą arba didesnė vertė, kuri leis jums turėti gerą šio komponento kokybės diapazoną.

Tada gali tekti nustatyti mažiausią nuolatinės srovės įėjimo įtampą, kurią galima gauti sprendžiant:

Kai iškrova tampa nuolatinės srovės kondensatoriaus darbo santykiu, kuris gali būti maždaug 0,2

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje galime vizualizuoti nuolatinės grandinės kondensatoriaus įtampą. Kaip parodyta, įėjimo įtampa atsiranda maksimalios išėjimo galios ir mažiausios įvesties kintamosios įtampos metu, tuo tarpu didžiausia nuolatinės įėjimo įtampa atsiranda esant mažiausiai įėjimo galiai (be apkrovos) ir didžiausios įvesties kintamosios įtampos metu.

Esant apkrovos sąlygai, mes galime pamatyti maksimalią nuolatinės įėjimo įtampą, kurios metu kondensatorius įkraunamas didžiausiu kintamosios srovės įėjimo įtampos lygiu, ir šias vertes galima išreikšti šia lygtimi:

3 žingsnis:

Įvertinant „Flyback“ sukeltą įtampą VR ir didžiausią įtampos įtampą MOSFET VDS. „Flyback“ sukeltą įtampą VR galima suprasti kaip įtampą, sukeltą pagrindinėje transformatoriaus pusėje, kai „mosfet Q1“ yra išjungta.

Aukščiau nurodyta funkcija savo ruožtu daro įtaką didžiausiam „mosfet“ VDS reitingui, kurį galima patvirtinti ir identifikuoti išsprendus šią lygtį:

Kur Vspike yra įtampos šuolis, sukurtas dėl transformatoriaus nuotėkio induktyvumo.

Pirmiausia galima paimti 30% Vspike iš VDSmax.

Šiame sąraše nurodoma, kiek atspindėtos įtampos ar sukeltos įtampos gali būti rekomenduojama 650–800 V reitingo MOSFET, o pradinė ribinė vertė VR yra mažesnė nei 100 V, kai numatomas didelis įėjimo įtampos diapazonas.

Tinkamo VR pasirinkimas gali būti sandoris tarp įtampos įtampos per antrinį lygintuvą lygio ir pagrindinės pusės „mosfet“ specifikacijų.

Jei VR yra pasirinktas labai didelis dėl padidinto posūkio santykio, atsirastų didesnis VDSmax, bet mažesnis įtampos įtempis ant antrinio šoninio diodo.

Jei VR yra pasirinktas per mažas, naudojant mažesnį posūkio santykį, VDSmax būtų mažesnis, tačiau padidėtų antrinio diodo įtempio lygis.

Didesnė pirminė pusė VDSmax užtikrintų ne tik mažesnį antrinio šoninio diodo įtempimo lygį ir pirminės srovės sumažėjimą, bet ir leistų įgyvendinti ekonomiškai efektyvų dizainą.

Skrydis su DCM režimu

Kaip apskaičiuoti Dmax, priklausomai nuo Vreflected ir Vinmin

Maksimalaus darbo ciklo galima tikėtis VDCmin atvejais. Šioje situacijoje mes galime suprojektuoti transformatorių pagal DCM ir CCM slenksčius. Tokiu atveju darbo ciklą galima pateikti taip:

4 žingsnis:

Kaip apskaičiuoti pirminę induktyvumo srovę

Šiame etape apskaičiuosime pirminį induktyvumą ir pirminę smailės srovę.

Šios pirminės didžiausios srovės nustatymui gali būti naudojamos šios formulės:

Pasiekę aukščiau išdėstytą, mes galime tęsti ir apskaičiuoti pirminį induktyvumą naudodami šią formulę, neviršydami maksimalių darbo ciklo ribų.

Reikia būti atsargiems dėl grįžtamojo ryšio, jis neturi pereiti į CCM režimą dėl bet kokių perteklinių apkrovos sąlygų formų, todėl apskaičiuojant „Poutmax“ 5 lygtyje reikėtų atsižvelgti į šią didžiausios galios specifikaciją. Minėta būklė taip pat gali atsirasti tuo atveju, jei induktyvumas padidėja virš Lprimax vertės, todėl atkreipkite dėmesį į tai.

5 žingsnis :

Kaip pasirinkti optimalų pagrindinį laipsnį ir dydį:

Tai gali atrodyti gana bauginanti, kai pasirenkate tinkamą pagrindinę specifikaciją ir struktūrą, jei pirmą kartą kuriate „flyback“. Kadangi tai gali apimti daugybę veiksnių ir kintamųjų, į kuriuos reikia atsižvelgti. Keletas iš jų gali būti labai svarbūs: šerdies geometrija (pvz., EE šerdis / RM šerdis / PQ šerdis ir kt.), Šerdies matmuo (pvz., EE19, RM8 PQ20 ir kt.) Ir šerdies medžiaga (pvz., 3C96. TP4, 3F3 ir pan.).

Jei nežinote, kaip elgtis su pirmiau pateiktomis specifikacijomis, veiksmingas būdas išspręsti šią problemą gali būti nuoroda į standartinis pagrindinio pasirinkimo vadovas ar taip pat galite pasinaudoti šia lentele, kurioje apytiksliai pateikiami standartiniai šerdies matmenys, projektuojant 65 kHz DCM grįžtamąjį ryšį, atsižvelgiant į išėjimo galią.

Pasirinkę šerdies dydį, laikas pasirinkti tinkamą ritę, kurią galima įsigyti pagal pagrindinį duomenų lapą. Papildomas ritės savybes, tokias kaip kaiščių skaičius, PCB laikiklis arba SMD, horizontalus ar vertikalus išdėstymas, visa tai taip pat gali tekti laikyti pageidaujamu dizainu

Pagrindinė medžiaga taip pat yra labai svarbi ir turi būti parenkama atsižvelgiant į dažnį, magnetinio srauto tankį ir šerdies nuostolius.

Pirmiausia galite išbandyti variantus pavadinimais 3F3, 3C96 arba TP4A, nepamirškite, kad turimos pagrindinės medžiagos pavadinimai gali būti skirtingi identiškiems tipams, atsižvelgiant į konkrečią gamybą.

Kaip apskaičiuoti minimalius pirminius posūkius ar apviją

Kur terminas Bmax reiškia maksimalų veikiantį srauto tankį, Lpri pasakoja apie pirminį induktyvumą, Ipri tampa pagrindine smailės srove, o Ae identifikuoja pasirinkto šerdies tipo skerspjūvio plotą.

Ji turi atsiminti, kad Bmax niekada neturėtų būti leidžiama viršyti prisotinamojo srauto tankio (Bsat), kaip nurodyta pagrindinės medžiagos duomenų lape. Priklausomai nuo specifikacijų, tokių kaip medžiagos tipas ir temperatūra, galite rasti nedidelių ferito šerdžių Bsat skirtumų, tačiau daugumos jų vertė bus artima 400 mT.

Jei nerandate išsamių informacinių duomenų, galite naudoti 300mT Bmax. Nors pasirinkus didesnį Bmax, gali sumažėti pirminių posūkių skaičius ir mažesnis laidumas, šerdies nuostoliai gali žymiai padidėti. Pabandykite optimizuoti tarp šių parametrų reikšmių taip, kad šerdies ir vario nuostoliai būtų laikomi priimtinose ribose.

6 žingsnis:

Kaip apskaičiuoti pagrindinės antrinės išvesties (Ns) ir įvairių pagalbinių išėjimų (Naux) posūkių skaičių

Tam, kad nustatyti antrinius posūkius pirmiausia turime rasti posūkio santykį (n), kurį galima apskaičiuoti naudojant šią formulę:

Kur Np yra pirminiai posūkiai, o Ns yra antrinis posūkių skaičius, Vout reiškia išėjimo įtampą, o VD mums pasakoja apie įtampos kritimą ant antrinio diodo.

Norint apskaičiuoti norimų Vcc reikšmių pagalbinių išėjimų posūkius, galima naudoti šią formulę:

Pagalbinė apvija tampa labai svarbi visuose grįžtamojo ryšio keitikliuose tiekiant pradinį pradinį tiekimą į valdymo IC. Šis maitinimo VCC paprastai naudojamas maitinant perjungimo IC iš pagrindinės pusės ir gali būti fiksuojamas pagal vertę, pateiktą IC duomenų lape. Jei skaičiuojant gaunama ne sveiko skaičiaus reikšmė, tiesiog suapvalinkite ją naudodami viršutinę sveiko skaičiaus vertę, esančią tiesiai virš šio ne sveiko skaičiaus.

Kaip apskaičiuoti laido dydį pasirinktai išėjimo apvijai

Norint teisingai apskaičiuoti kelių apvijų laidų dydžius, pirmiausia turime išsiaiškinti atskiros apvijos RMS srovės specifikaciją.

Tai gali būti padaryta šiomis formulėmis:

Pradžios tašku, norint nustatyti vielos gabaritą, galima naudoti srovės tankį nuo 150 iki 400 apskrito mil / ampero. Šioje lentelėje pateikiama nuoroda, kaip pasirinkti tinkamą vielos gabaritą naudojant 200M / A, pagal RMS srovės vertę. Tai taip pat parodo vielos skersmenį ir pagrindinę super emaliuotų varinių laidų asortimento izoliaciją.

8 žingsnis:

Atsižvelgiant į transformatoriaus konstrukciją ir apvijos konstrukcijos kartojimą

Baigę nustatyti pirmiau aptartus transformatoriaus parametrus, labai svarbu įvertinti, kaip pritaikyti laido matmenis ir apsisukimų skaičių per apskaičiuotą transformatoriaus šerdies dydį ir nurodytą ritę. Norint optimaliai pasiekti šią teisę, gali prireikti kelių pakartojimų ar eksperimentų, kad būtų galima optimizuoti šerdies specifikaciją atsižvelgiant į vielos gabaritą ir apsisukimų skaičių.

Šis paveikslėlis nurodo tam tikros apvijos plotą EE šerdis . Atsižvelgiant į apskaičiuotą vielos storį ir atskirų apvijų posūkių skaičių, galima apytiksliai įvertinti, ar apvija atitiks turimą apvijos plotą (w ir h), ar ne. Jei apvija netelpa, vienam iš parametrų iš posūkių skaičiaus, vielos matuoklio ar šerdies dydžio ar daugiau nei 1 parametro gali prireikti šiek tiek sureguliuoti, kol apvija optimaliai tiks.

Apvijų išdėstymas yra labai svarbus, nes nuo to labai priklauso darbo našumas ir transformatoriaus patikimumas. Norint apriboti induktyvumo nutekėjimą, kaip nurodyta 5 pav., Rekomenduojama apvijai naudoti sumuštinių išdėstymą arba struktūrą.

Be to, norint patenkinti tarptautinių saugos taisyklių reikalavimus ir jų laikytis, pirminio ir antrinio apvijos sluoksnių izoliacija turi būti pakankama. Tai galima užtikrinti naudojant krašto suvyniotą konstrukciją arba naudojant antrinį laidą, turinčią trigubą izoliuotą laido nominalą, kaip parodyta kitame atitinkamame paveiksle

Trigubos izoliuotos vielos naudojimas antrinei apvijai tampa lengvesniu pasirinkimu greitai patvirtinti tarptautinius saugos įstatymus, susijusius su „flyback SMPS“ konstrukcijomis. Tačiau tokie sutvirtinti laidai gali būti šiek tiek didesnio storio, palyginti su įprastu variantu, priverčiančiu apviją užimti daugiau vietos, ir gali prireikti papildomų pastangų, kad tilptų pasirinktame ritinyje.

9 žingsnis

Kaip suprojektuoti pirminę spaustuko grandinę

Perjungimo seka, esant „mosfet“ išjungimo laikotarpiams, per „mosfet“ nutekėjimą / šaltinį yra veikiama aukštos įtampos smaigalys nuotėkio induktyvumo pavidalu, o tai gali sukelti lavinos gedimą ir galiausiai pakenkti „mosfet“.

Tam, kad būtų išvengta to, pagrindinėje apvijoje paprastai sukonfigūruojama užveržimo grandinė, kuri akimirksniu apriboja sukurtą smaigalį iki tam tikros saugios mažesnės vertės.

Rasite keletą tvirtinimo grandinių konstrukcijų, kurios gali būti naudojamos šiam tikslui, kaip parodyta kitame paveikslėlyje.

Tai būtent RCD spaustukas ir „Diode / Zener“ spaustukas, kur pastarąjį daug lengviau sukonfigūruoti ir įgyvendinti nei pirmąjį variantą. Šioje spaustuko grandinėje mes naudojame derintuvo diodo ir aukštos įtampos Zenerio diodo, pvz., TVS (pereinamojo įtampos slopintuvo), derinį, kad užfiksuotumėte viršįtampio smaigalį.

Funkcija „Zener“ diodas yra efektyviai prisegti arba apriboti įtampos šuolį, kol nuotėkio įtampa bus visiškai perkelta per „Zener“ diodą. Diodinio „Zener“ spaustuko privalumas yra tas, kad grandinė įsijungia ir prispaudžiama tik tada, kai bendra VR ir Vspike vertė viršija „Zener“ diodo skilimo specifikacijas, ir atvirkščiai, jei smaigalys yra žemiau „Zener“ gedimo ar saugaus lygio, spaustukas gali visiškai nesuveikti, neleisdamas nereikalingo energijos išsisklaidymo.

Kaip pasirinkti užspaudimo diodo / „Zener“ reitingą

Tai visada turėtų būti dvigubai didesnė už atspindėtos įtampos VR vertę arba numanomą smailės įtampą.
Lygintuvo diodas turėtų būti ypač greitas atkūrimas arba schottky tipo diodas, kurio reitingas yra didesnis nei didžiausia nuolatinės srovės jungties įtampa.

Alternatyvus RCD tipo užspaudimo variantas turi trūkumą sulėtinti MOSFET dv / dt. Čia ribojant įtampos šuolį rezistoriaus varžos parametras tampa labai svarbus. Jei pasirenkama mažos vertės „Rclamp“, tai pagerins apsaugą nuo smaigalio, tačiau gali padidinti išsisklaidymą ir eikvoti energiją. Ir atvirkščiai, jei pasirenkama didesnė vertė Rclamp, tai padėtų sumažinti išsisklaidymą, bet gali būti ne taip veiksminga slopindamas smaigalius .

Remiantis aukščiau esančiu paveikslu, norint įsitikinti, kad VR = Vspike, galima naudoti šią formulę

Kur „Lleak“ reiškia transformatoriaus induktyvumą ir jį galima rasti trumpuoju jungimu per antrinę apviją, arba, kitaip tariant, galima būtų įvesti nykščio taisyklę, taikant 2–4% pirminės induktyvumo vertės.

Tokiu atveju kondensatorius Cclamp turėtų būti iš esmės didelis, slopinantis įtampos padidėjimą nuotėkio energijos absorbcijos laikotarpiu.

„Cclamp“ vertę galima pasirinkti nuo 100 pF iki 4,7 nF, energiją, sukauptą šiame kondensatoriuje, „Rclamp“ greitai iškraus ir atnaujins „eacj“ perjungimo ciklo metu.

10 žingsnis

Kaip pasirinkti išėjimo lygintuvo diodą

Tai galima apskaičiuoti naudojant aukščiau pateiktą formulę.

Būtinai pasirinkite specifikacijas, kad didžiausia atvirkštinė įtampa arba diodo VRRM būtų ne mažesnė kaip 30% nei VRVdiode, taip pat įsitikinkite, kad IF arba lavinos priekinės srovės specifikacija yra mažiausiai 50% didesnė nei IsecRMS. Geriausia pasirinkti schottky diodą, kad sumažintumėte laidumo nuostolius.

Naudojant DCM grandinę, „Flyback“ didžiausia srovė gali būti didelė, todėl pabandykite pasirinkti diodą, kurio priekinė įtampa yra žemesnė ir santykinai didesnė, atsižvelgiant į norimą efektyvumo lygį.

11 žingsnis

Kaip pasirinkti išėjimo kondensatoriaus vertę

Pasirinkus a teisingai apskaičiuotas išėjimo kondensatorius nors grįžtamojo ryšio projektavimas gali būti nepaprastai svarbus, nes grįžtamojo ryšio topologijoje tarp diodo ir kondensatoriaus nepasiekiama indukcinė energija, o tai reiškia, kad kondensatoriaus vertę reikia apskaičiuoti atsižvelgiant į 3 svarbius kriterijus:

1) talpa
2) ESR
3) RMS srovė

Mažiausią galimą vertę galima nustatyti atsižvelgiant į didžiausios priimtinos smailės ir smailės išėjimo bangų įtampos funkciją ir ją galima nustatyti pagal šią formulę:

Kur Ncp žymi pirminio šoninio laikrodžio impulsų skaičių, reikalingą valdymo grįžtamuoju ryšiu valdant darbą pagal nurodytas didžiausias ir mažiausias vertes. Tam paprastai gali prireikti maždaug 10–20 perjungimo ciklų.
Iout reiškia didžiausią išėjimo srovę (Iout = Poutmax / Vout).

Norėdami nustatyti didžiausią išėjimo kondensatoriaus RMS vertę, naudokite šią formulę:

Nurodytam dideliam grįžtamojo ryšio perjungimo dažniui didžiausia smailės srovė iš antrinės transformatoriaus pusės sukurs atitinkamai didelę banginę įtampą, įvestą per ekvivalentinį išėjimo kondensatoriaus ESR. Atsižvelgiant į tai, būtina užtikrinti, kad kondensatoriaus ESRmax nominali vertė neviršytų nurodytos priimtinos kondensatoriaus pulsacijos srovės galimybės.

Galutinė konstrukcija gali iš esmės apimti norimą įtampos nominalą ir kondensatoriaus srovės pajėgumą, pagrįstą faktiniu pasirinktos išėjimo įtampos ir atgalinio srauto santykiu.

Įsitikinkite, kad ESR vertė nustatomas pagal duomenų lapą, remiantis dažniu, viršijančiu 1 kHz, kuris paprastai gali būti laikomas nuo 10 kHz iki 100 kHz.

Įdomu būtų pastebėti, kad norint išvesties bangavimui valdyti gali pakakti pavienio kondensatoriaus su maža ESR specifikacija. Galite pabandyti įtraukti mažą LC filtrą didesnėms piko srovėms, ypač jei „flyback“ yra skirtas dirbti su DCM režimu, o tai gali garantuoti pakankamai gerą pulsacijos įtampos valdymą išėjime.

12 žingsnis

Kiti svarbūs aspektai:

A) Kaip pasirinkti įtampą ir srovę pirminio šoninio tilto lygintuvui.

Tai galima padaryti naudojant aukščiau pateiktą lygtį.

Šioje formulėje PF reiškia galios koeficientą maitinimo šaltinio, galime pritaikyti 0,5, jei tinkama nuoroda tampa nepasiekiama. Tiltiniam lygintuvui pasirinkite diodus arba modulį, kurio priekinio stiprintuvo reitingas yra 2 kartus didesnis nei IACRMS. Norėdami įvertinti įtampą, ją galima pasirinkti esant 600 V įtampai, kad būtų nustatyta maksimali 400 V kintamosios srovės įėjimo specifikacija.

B) Kaip pasirinkti srovės jutiklį (Rsense):

Jis gali būti apskaičiuojamas pagal šią lygtį. Jutimo rezistorius Rsense yra integruotas siekiant interpretuoti didžiausią galią grįžtamojo išėjimo metu. Vcsth vertę galima nustatyti, remiantis valdiklio IC duomenų lapu, Ip (max) reiškia pirminę srovę.

C) Kondensatoriaus VCC pasirinkimas:

Optimalus talpos vertė yra labai svarbus įvesties kondensatoriui, kad jis būtų tinkamai paleistas. Paprastai bet kokia vertė nuo 22uF iki 47uF puikiai atlieka darbą. Tačiau jei tai pasirenkama daug žemiau, valdiklis IC gali sukelti „žemos įtampos blokavimą“, kol konverteris negalės vystytis Vcc. Priešingai, didesnė talpos vertė gali sukelti nepageidaujamą keitiklio paleidimo laiko atidėjimą.

Be to, įsitikinkite, kad šis kondensatorius yra geriausios kokybės, turi labai geras ESR ir bangų srovės specifikacijas, lygiavertes išėjimui kondensatoriaus specifikacijos . Primygtinai rekomenduojama prijungti kitą mažesnės vertės kondensatorių 100nF tvarka, lygiagrečiai aukščiau aptartam kondensatoriui, ir kuo arčiau valdiklio IC Vcc / žemės kontaktų.

D) Grįžtamojo ryšio ciklo konfigūravimas:

Grįžtamojo ryšio kontūro kompensavimas tampa svarbus siekiant sustabdyti virpesių susidarymą. Kontūro kompensavimo konfigūravimas gali būti paprastesnis DCM režimo grįžimui nei CCM, nes galios etape nėra „dešinės pusės plokštumos nulio“, todėl kompensacijos nereikia.

Kaip nurodyta pirmiau pateiktame paveikslėlyje, paprastas RC (Rcomp, Ccomp) dažniausiai tampa pakankamai pakankamas, kad išlaikytų gerą stabilumą visoje linijoje. Paprastai Rcomp reikšmę galima pasirinkti nuo 1K iki 20K, o Ccomp gali būti nuo 100nF iki 470pF.

Tai užbaigia mūsų išsamią diskusiją apie tai, kaip sukurti ir apskaičiuoti grįžtamąjį keitiklį. Jei turite kokių nors pasiūlymų ar klausimų, galite juos pateikti šiame komentarų laukelyje, į jūsų klausimus bus atsakyta kuo greičiau.

Mandagumas: Infineon