Kā izveidot Flyback Converter - visaptveroša apmācība

Flyback konfigurācija ir vēlamā topoloģija SMPS lietojumprogrammu projektos galvenokārt tāpēc, ka tā garantē izejas līdzstrāvas pilnīgu izolāciju no ieejas tīkla maiņstrāvas. Citas funkcijas ietver zemas ražošanas izmaksas, vienkāršāku dizainu un nekomplicētu ieviešanu. Atviegloto pārveidotāju zemas strāvas DCM versija, kuras izejas specifikācija ir mazāka par 50 vatiem, tiek izmantota plašāk nekā lielie augsti strāvas kolēģi.

Uzzināsim sīkāku informāciju ar izsmeļošu paskaidrojumu, izmantojot šādus punktus:

Visaptveroša projektēšanas rokasgrāmata bezsaistes fiksētas frekvences DCM Flyback Converter

Flyback darbības režīmi: DCM un CCM

Zemāk mēs redzam Flyback pārveidotāja fundamentālo shematisko dizainu. Šīs konstrukcijas galvenās sekcijas ir transformators, komutācijas jauda mosfet Q1 primārajā pusē, tilta taisngriezis sekundārajā pusē D1, filtra kondensators izlīdzināšanai izeja no D1 un PWM kontroliera posms, kas var būt ar IC vadīta ķēde.

Šāda veida atkāpšanās konstrukcijai varētu būt darbības CCM (nepārtrauktas vadīšanas režīms) vai DCM (nepārtrauktas vadīšanas režīms), pamatojoties uz to, kā tiek konfigurēts strāvas MOSFET T1.

Būtībā DCM režīmā mums visa transformatorā uzglabātā elektriskā enerģija tiek pārnesta pāri sekundārajai pusei katru reizi, kad MOSFET tiek izslēgts tā pārslēgšanās ciklu laikā (saukts arī par lidojuma periodu), kā rezultātā primārās puses strāva sasniedz nulles potenciālu pirms T1 nākamajā ieslēgšanas ciklā atkal var ieslēgties.

CCM režīmā primārajā krātuvē iegūtā elektriskā enerģija nedod iespēju pilnībā pārnest vai inducēt pāri sekundārajam.

Tas ir tāpēc, ka katrs nākamais PWM regulatora pārslēgšanās impulss ieslēdz T1, pirms transformators ir pilnībā pārnesis uzkrāto enerģiju. Tas nozīmē, ka atpakaļgaitas strāvai (ILPK un ISEC) nekad nav atļauts sasniegt nulles potenciālu katrā pārslēgšanās ciklā.

Mēs varam liecināt par atšķirību starp diviem darbības režīmiem šajā diagrammā, izmantojot pašreizējos viļņu modeļus transformatora primārajā un sekundārajā sadaļā.

Gan DCM, gan CCM režīmiem ir savas īpašās priekšrocības, kuras var uzzināt no šīs tabulas:

Salīdzinot ar CCM, DCM režīma ķēdei ir nepieciešams lielāks maksimālās strāvas līmenis, lai nodrošinātu optimālu jaudu visā transformatora sekundārajā pusē. Tas savukārt prasa, lai primārā puse tiktu novērtēta ar lielāku RMS strāvu, kas nozīmē, ka MOSFET ir jānovērtē norādītajā augstākajā diapazonā.

Gadījumos, kad konstrukcija ir jābūvē ar ierobežotu ieejas strāvas un komponentu diapazonu, parasti tiek izvēlēts CCM režīma atgriešanās režīms, ļaujot projektam izmantot salīdzinoši mazāku filtra kondensatoru un zemākus vadīšanas zudumus MOSFET un transformatorā).

CCM kļūst labvēlīgs apstākļiem, kad ieejas spriegums ir mazāks, bet strāva ir lielāka (virs 6 ampēriem), un konstrukcijas, kuras var novērtēt darbam ar vairāk nekā 50 vatu jauda , izņemot izejas pie 5 V, kur jaudas specifikācija varētu būt mazāka par 50 vatiem.

Augšējais attēls norāda pašreizējo reakciju uz atlidošanas režīmu primāro pusi un atbilstošo saistību starp to trīsstūrveida un trapecveida viļņu formām.

IA uz trīsstūrveida viļņu formas norāda minimālo inicializācijas punktu, ko var uzskatīt par nulli, MOSFET ieslēgšanās perioda sākumā, kā arī augstāku strāvas maksimuma līmeni, kas saglabājas strāvas primārajā tinumā. transformators laikā, kamēr MOSFET atkal tiek ieslēgts, CCM darbības režīmā.

IB var uztvert kā pašreizējā lieluma galapunktu, kamēr mosfet slēdzis ir ieslēgts (Ton intervāls).

Normalizēto pašreizējo vērtību IRMS var uzskatīt par K koeficienta (IA / IB) funkciju virs Y ass.

To var izmantot kā reizinātāju, ja ir jāaprēķina pretestības zudumi virknei viļņu formu, atsaucoties uz trapecveida viļņu formu ar plakanu augšējo viļņu formu.

Tas arī parāda papildu neizbēgamus transformatora tinuma un tranzistoru vai diodu līdzstrāvas vadīšanas zudumus kā strāvas viļņu formas funkciju. Izmantojot šos padomus, dizainers varēs novērst 10 līdz 15% vadītspējas zudumus ar tik labi aprēķinātu pārveidotāja konstrukciju.

Iepriekš minēto kritēriju ievērošana var kļūt būtiski izšķiroša lietojumprogrammām, kas paredzētas lielu RMS strāvu apstrādei, un kā galvenās iezīmes pieprasīt optimālu efektivitāti.

Var būt iespējams novērst papildu vara zudumus, lai gan tas var prasīt milzīgu kodola lielums būtiska lielāka tinuma loga laukuma izvietošanai, atšķirībā no situācijām, kad izšķiroša nozīme ir tikai galvenajām specifikācijām.

Kā mēs līdz šim esam sapratuši, DCM darbības režīms ļauj izmantot mazāka izmēra transformatoru, tam ir lielāka pārejoša reakcija un tas darbojas ar minimāliem komutācijas zudumiem.

Tādēļ šis režīms kļūst ļoti ieteicams lidojuma ķēdēm, kas norādītas augstākam izejas spriegumam ar relatīvi zemākām ampēru prasībām.

Lai gan var būt iespējams izveidot atgriezenisko pārveidotāju darbam ar DCM, kā arī CCM režīmiem, jāatceras viena lieta, ka pārejas laikā no DCM uz CCM režīmu šī pārslēgšanās funkcija pārveidojas par 2 polu darbību, izraisot zemu pārveidotāja pretestība.

Šī situācija padara būtisku papildu projektēšanas stratēģiju iekļaušanu, ieskaitot dažādas cilpas (atgriezeniskās saites) un slīpuma kompensāciju attiecībā uz iekšējās strāvas cilpas sistēmu. Praktiski tas nozīmē, ka mums jāpārliecinās, ka pārveidotājs galvenokārt ir paredzēts CCM režīmam, tomēr tas spēj strādāt ar DCM režīmu, ja izejā tiek izmantotas vieglākas slodzes.

Var būt interesanti uzzināt, ka, izmantojot uzlabotus transformatoru modeļus, var kļūt iespējams uzlabot CCM pārveidotāju, izmantojot tīrāku un vieglāku slodzes regulēšanu, kā arī augstu šķērsregulāciju plašā slodzes diapazonā, izmantojot pakāpju spraugas transformatoru.

Šādos gadījumos neliela serdeņa sprauga tiek panākta, ievietojot ārēju elementu, piemēram, izolācijas lenti vai papīru, lai sākotnēji izraisītu lielu induktivitāti, kā arī ļauj CCM darboties ar vieglākām slodzēm. Mēs to detalizēti apspriedīsim citreiz par maniem nākamajiem rakstiem.

Ar tik daudzpusīgām DCM režīma īpašībām nav pārsteigums, ka tā kļūst par populāru izvēli ikreiz, kad ir jāprojektē bez problēmām, efektīvi un mazjaudas SMPS.

Turpmāk mēs uzzināsim soli pa solim sniegtos norādījumus par DCM režīma flyback pārveidotāja noformēšanu.

DCM Flyback dizaina vienādojumi un secīgu lēmumu prasības

1. solis:
Novērtējiet un novērtējiet savas projektēšanas prasības. Viss SMPS dizains jāsāk, novērtējot un nosakot sistēmas specifikācijas. Jums būs jādefinē un jāpiešķir šādi parametri:

Mēs zinām, ka efektivitātes parametrs ir izšķirošais, par kuru vispirms jāizlemj, vienkāršākais veids ir noteikt mērķi no 75% līdz 80%, pat ja jūsu dizains ir zemu izmaksu dizains. Pārslēgšanās frekvence apzīmēta kā

Fsw parasti ir jākompromitē, vienlaikus iegūstot vislabāko transformatora izmēru un zaudējumus, kas radušies komutācijas un EMI dēļ. Tas nozīmē, ka, iespējams, būs jāizlemj par komutācijas frekvenci, kas ir vismaz zemāka par 150 kHz. Parasti to var izvēlēties no 50 kHz līdz 100 kHz diapazonā.

Turklāt, ja projektēšanai ir jāiekļauj vairāk nekā viena izeja, maksimālā jaudas vērtība Pout būs jāpielāgo kā abu izeju kopējā vērtība.

Jums var būt interesanti uzzināt, ka līdz neseniem laikiem populārākajiem parastajiem SMPS dizainparaugiem agrāk bija MOSFET un PWM komutācijas kontrolieris kā divi dažādi izolēti posmi, kas integrēti kopā ar PCB izkārtojumu, bet mūsdienās modernās SMPS vienībās šos divus posmus var atrast iegultus vienā iepakojumā un izgatavot kā atsevišķus IC.

Galvenokārt parametri, kas parasti tiek ņemti vērā, izstrādājot Flyback SMPS pārveidotāju, ir 1) lietojumprogramma vai slodzes specifikācijas, 2) izmaksas 3) gaidstāves jauda un 4) papildu aizsardzības funkcijas.

Lietojot iegultos IC, parasti viss kļūst daudz vieglāk, jo optimāla lidojuma pārveidotāja projektēšanai ir nepieciešams aprēķināt tikai transformatoru un dažus ārējos pasīvos komponentus.

Apskatīsim detalizētu informāciju par iesaistītajiem aprēķiniem, lai izveidotu izdomātu SMPS.

Ievades kondensatora Cin un ieejas līdzstrāvas sprieguma diapazona aprēķināšana

Atkarībā no ieejas sprieguma un jaudas specifikācijām Cin izvēles standarta noteikums, ko dēvē arī par līdzstrāvas saites kondensatoru, var uzzināt no šādiem paskaidrojumiem:

Lai nodrošinātu plašu darbības diapazonu, līdzstrāvas saites kondensatoram var izvēlēties 2uF par vatu vai lielāku vērtību, kas ļaus jums iegūt labu šī komponenta kvalitātes diapazonu.

Pēc tam var būt nepieciešams noteikt minimālo līdzstrāvas ieejas spriegumu, ko var iegūt, atrisinot:

Ja izlāde kļūst par līdzstrāvas saites kondensatora darba attiecību, kas var būt aptuveni 0,2

Iepriekš redzamajā attēlā mēs varam vizualizēt līdzstrāvas saites kondensatora spriegumu. Kā parādīts, ieejas spriegums rodas maksimālās izejas jaudas un minimālā ieejas maiņstrāvas sprieguma laikā, turpretī maksimālais līdzstrāvas ieejas spriegums rodas minimālās ieejas jaudas (bez slodzes) un maksimālās ieejas maiņstrāvas sprieguma laikā.

Bez slodzes apstākļos mēs varam redzēt maksimālo līdzstrāvas ieejas spriegumu, kura laikā kondensators uzlādējas maiņstrāvas ieejas sprieguma maksimuma līmenī, un šīs vērtības var izteikt ar šādu vienādojumu:

3. solis:

Novērtējot Flyback izraisīto spriegumu VR un maksimālo sprieguma spriegumu MOSFET VDS. Flyback izraisīto spriegumu VR var saprast kā transformatora primārajā pusē izraisīto spriegumu, kad MOSFET Q1 ir izslēgta stāvoklī.

Iepriekšminētā funkcija savukārt ietekmē MOSFET maksimālo VDS vērtējumu, ko var apstiprināt un identificēt, atrisinot šādu vienādojumu:

Kur Vspike ir sprieguma smaile, ko rada transformatora noplūdes induktivitāte.

Vispirms var ņemt 30% Vspike no VDSmax.

Šajā sarakstā ir norādīts, cik lielu atstaroto spriegumu vai inducēto spriegumu var ieteikt 650 V līdz 800 V nominālam MOSFET, un sākotnējā robežvērtība VR ir mazāka par 100 V paredzamajam lielajam ieejas sprieguma diapazonam.

Pareizā VR izvēle var būt izdevīgs piedāvājums starp sprieguma sprieguma līmeni virs sekundārā taisngrieža un primārās sānu musfet specifikācijas.

Ja VR ir izvēlēts ļoti augsts, izmantojot paaugstinātu pagrieziena attiecību, tas varētu radīt lielāku VDSmax, bet zemāku sprieguma sprieguma līmeni sekundārajā sānu diodē.

Un, ja VR ir izvēlēts pārāk mazs, izmantojot mazāku pagrieziena attiecību, VDSmax būtu mazāks, bet sekundārā diode palielinātu sprieguma līmeni.

Lielāka primārā puse VDSmax nodrošinātu ne tikai zemāku sekundārā sāna diodes sprieguma līmeni un primārās strāvas samazināšanos, bet arī ļaus īstenot rentablu dizainu.

Flyback ar DCM režīmu

Kā aprēķināt Dmax atkarībā no Vreflected un Vinmin

Maksimālo darba ciklu var sagaidīt VDCmin gadījumos. Šajā situācijā mēs varam projektēt transformatoru atbilstoši DCM un CCM sliekšņiem. Šajā gadījumā darba ciklu varētu uzrādīt kā:

4. solis:

Kā aprēķināt primārās induktivitātes strāvu

Šajā solī mēs aprēķināsim primāro induktivitāti un primāro maksimālo strāvu.

Primārās maksimālās strāvas identificēšanai varētu izmantot šādas formulas:

Kad sasniegts iepriekšminētais, mēs varam turpināt aprēķināt primāro induktivitāti, izmantojot šādu formulu, maksimālās darba cikla robežās.

Jāuzmanās par lidojumu, tas nedrīkst pāriet uz CCM režīmu jebkāda veida pārslodzes apstākļu dēļ, un, lai aprēķinātu Poutmax 5. vienādojumā, jāņem vērā šī maksimālā jaudas specifikācija. Minētais nosacījums var rasties arī gadījumā, ja induktivitāte tiek palielināta virs Lprimax vērtības, tāpēc ņemiet to vērā.

5. solis :

Kā izvēlēties optimālo kodola pakāpi un izmēru:

Tas varētu izskatīties diezgan biedējoši, izvēloties pareizo pamata specifikāciju un struktūru, ja pirmo reizi izstrādājat atgriezenisko saiti. Tā kā tas var ietvert ievērojamu skaitu faktoru un mainīgo, kas jāņem vērā. Daži no tiem, kas var būt izšķiroši, ir kodola ģeometrija (piemēram, EE serde / RM serde / PQ serde utt.), Serdes dimensija (piem., EE19, RM8 PQ20 utt.) Un serdes materiāls (piem., 3C96. TP4, 3F3 utt.).

Ja jūs nezināt, kā rīkoties ar iepriekšminētajām specifikācijām, efektīvs veids, kā novērst šo problēmu, varētu būt atsauce uz standarta kodola izvēles rokasgrāmata vai arī varat izmantot palīdzību šajā tabulā, kurā aptuveni norādīti standarta serdes izmēri, izstrādājot 65 kHz DCM atgriezenisko saiti, atsaucoties uz izejas jaudu.

Kad esat pabeidzis kodola lieluma izvēli, ir pienācis laiks izvēlēties pareizo spoli, kuru varētu iegūt saskaņā ar pamatdatu lapu. Papildu spoles īpašības, piemēram, tapu skaits, PCB stiprinājums vai SMD, horizontāla vai vertikāla pozicionēšana, visas šīs var būt arī jāuzskata par vēlamo konstrukciju

Galvenais materiāls ir arī izšķirošs, un tas jāizvēlas, pamatojoties uz frekvenci, magnētiskās plūsmas blīvumu un serdes zudumiem.

Vispirms varat izmēģināt variantus ar nosaukumu 3F3, 3C96 vai TP4A. Atcerieties, ka pieejamo pamatmateriālu nosaukumi identiskiem tipiem var atšķirties atkarībā no konkrētās ražošanas.

Kā aprēķināt minimālos primāros pagriezienus vai tinumu

Kur termins Bmax apzīmē maksimālo darbības plūsmas blīvumu, Lpri stāsta par primāro induktivitāti, Ipri kļūst par primāro maksimālo strāvu, savukārt Ae identificē izvēlētā kodola veida šķērsgriezuma laukumu.

Jāatceras, ka Bmax nekad nedrīkst atļaut pārsniegt piesātinājuma plūsmas blīvumu (Bsat), kā norādīts pamatmateriāla datu lapā. Atkarībā no specifikācijām, piemēram, materiāla veida un temperatūras, ferīta serdeņiem var būt nelielas Bsat atšķirības, tomēr lielākai daļai to vērtība būs tuvu 400mT.

Ja neatrodat detalizētus atsauces datus, varat izmantot Bmax 300mT. Lai gan, izvēloties lielāku Bmax, var palīdzēt samazināt primāro pagriezienu skaitu un zemāku vadītspēju, serdes zudums var ievērojami palielināties. Mēģiniet optimizēt starp šo parametru vērtībām tā, lai serdes zudumi un vara zudumi tiktu turēti pieņemamās robežās.

6. solis:

Kā aprēķināt galvenās sekundārās izejas (Ns) un dažādu papildu izeju (Naux) pagriezienu skaitu

Lai noteikt sekundāros pagriezienus vispirms mums jāatrod pagrieziena koeficients (n), kuru var aprēķināt, izmantojot šādu formulu:

Kur Np ir primārie pagriezieni un Ns ir sekundārais pagriezienu skaits, Vout apzīmē izejas spriegumu, un VD mums stāsta par sprieguma kritumu sekundārajā diodē.

Aprēķinot pagriezienus papildu izejām vēlamajai Vcc vērtībai, var izmantot šādu formulu:

Papildu tinums kļūst izšķirošs visos atpakaļgaitas pārveidotājos, lai piegādātu sākotnējo starta padevi vadības IC. Šo barošanas VCC parasti izmanto komutācijas IC barošanai primārajā pusē, un to var fiksēt atbilstoši vērtībai, kas norādīta IC datu lapā. Ja aprēķins dod vērtību, kas nav vesels skaitlis, vienkārši noapaļojiet to, izmantojot augšējā vesela skaitļa vērtību tieši virs šī skaitļa, kas nav vesels skaitlis.

Kā aprēķināt vadu izmēru izvēlētajai izejas tinumam

Lai pareizi aprēķinātu vairāku tinumu stiepļu izmērus, vispirms ir jānoskaidro RMS strāvas specifikācija atsevišķai tinumam.

To var izdarīt ar šādām formulām:

Kā sākuma punktu, lai noteiktu stieples gabarītu, varētu izmantot strāvas blīvumu no 150 līdz 400 apļveida mil uz ampēru. Šajā tabulā parādīta atsauce piemērota stieples gabarīta izvēlei, izmantojot 200M / A, atbilstoši RMS strāvas vērtībai. Tas parāda arī stieples diametru un pamata izolāciju, lai izvēlētos super emaljētu vara stiepļu asorti.

8. solis:

Ņemot vērā transformatora konstrukciju un tinumu konstrukcijas atkārtojumu

Pēc tam, kad esat pabeidzis iepriekš minēto transformatora parametru noteikšanu, ir ļoti svarīgi novērtēt, kā pielāgot stieples izmēru un pagriezienu skaitu aprēķinātajā transformatora serdes lielumā un norādītajā spolē. Lai optimāli iegūtu šīs tiesības, var būt nepieciešami vairāki atkārtojumi vai eksperimenti, lai optimizētu kodola specifikāciju, ņemot vērā stieples gabarītu un pagriezienu skaitu.

Nākamais attēls parāda konkrētā tinuma laukumu EE kodols . Atsaucoties uz aprēķināto stieples biezumu un individuālo tinumu pagriezienu skaitu, var būt iespējams aptuveni noteikt, vai tinums derēs pieejamo tinumu laukumu (w un h). Ja tinums nav piemērots, tad vienam no parametriem, kas nav pagriezienu skaits, stieples gabarīts vai serdeņa lielums, vai vairāk nekā vienam parametram var būt nepieciešama neliela precizēšana, līdz tinums ir optimāli piemērots.

Tīšanas izkārtojumam ir izšķiroša nozīme, jo darba kvalitāte un transformatora uzticamība ir ievērojami atkarīga no tā. Lai ierobežotu induktivitātes noplūdi, kā paredzēts 5. attēlā, tinumam ieteicams izmantot slāņainu izkārtojumu vai struktūru.

Arī, lai izpildītu un ievērotu starptautiskos drošības noteikumus, projektam jābūt pietiekamam izolācijas diapazonam visā tinuma primārajā un sekundārajā slānī. To var pārliecināties, izmantojot uzvilkto struktūru vai izmantojot sekundāro vadu ar trīskāršu izolētu vadu, kā parādīts nākamajā attiecīgajā attēlā

Trīskārtas izolētas stieples izmantošana sekundārajam tinumam kļūst par vieglāku iespēju ātri apstiprināt starptautiskos drošības likumus par flyback SMPS konstrukcijām. Tomēr šādiem pastiprinātajiem vadiem var būt mazliet lielāks biezums salīdzinājumā ar parasto variantu, kas liek tinumam aizņemt vairāk vietas, un, lai tos ievietotu izvēlētajā spolē, tie var prasīt papildu pūles.

9. solis

Kā projektēt primāro skavas ķēdi

Pārslēgšanās secībā mosfet OFF periodiem visā mosfet notekcaurulē / avotā tiek pakļauts augstsprieguma smaile noplūdes induktivitātes formā, kas var izraisīt lavīnas sabrukumu, galu galā sabojājot mosfet.

Lai to novērstu, primārajā tinumā parasti tiek konfigurēta iespīlēšanas ķēde, kas uzreiz ierobežo radīto smaili ar drošu zemāku vērtību.

Jūs atradīsit pāris iespīlēšanas ķēdes modeļus, kurus šim nolūkam var iestrādāt, kā parādīts nākamajā attēlā.

Tie ir RCD skava un Diode / Zener skava, kur pēdējo ir daudz vieglāk konfigurēt un ieviest nekā pirmo iespēju. Šajā skavas ķēdē mēs izmantojam taisngrieža diode un augstsprieguma Zenera diode, piemēram, TVS (pārejoša sprieguma slāpētājs), lai piesaistītu pārsprieguma smaile.

Funkcija Zenera diode ir efektīvi saspiest vai ierobežot sprieguma svārstības, līdz noplūdes spriegums ir pilnībā izstumts caur Zenera diode. Diodes Zener skavas priekšrocība ir tā, ka ķēde aktivizējas un skavas tikai tad, kad VR un Vspike kopējā vērtība pārsniedz Zener diode sadalījuma specifikāciju, un gluži pretēji, kamēr smaile ir zem Zener sadalījuma vai drošā līmenī, skava var nemaz neizdoties, nepieļaujot nevajadzīgu enerģijas izkliedi.

Kā izvēlēties savilcējdiodes / Zenera vērtējumu

Tam vienmēr vajadzētu būt divreiz lielākam par atstarotā sprieguma VR vērtību vai pieņemto smaile spriegumu.
Taisngrieža diodei jābūt īpaši ātrai atkopšanai vai schottky tipa diodei, kuras nominālvērtība ir augstāka par maksimālo līdzstrāvas saites spriegumu.

RCD saspiešanas alternatīvajai iespējai ir MOSFET dv / dt palēnināšanās. Šeit rezistora pretestības parametrs kļūst izšķirošs, vienlaikus ierobežojot sprieguma svārstības. Ja tiek izvēlēta mazvērtīga Rclamp, tas uzlabotu smailes aizsardzību, bet varētu palielināt izkliedi un enerģijas izšķiešanu. Un otrādi, ja tiek izvēlēta augstāka vērtība Rclamp, tas palīdzētu samazināt izkliedi, bet varētu nebūt tik efektīvs nomācot tapas .

Atsaucoties uz iepriekšējo attēlu, lai nodrošinātu VR = Vspike, varētu izmantot šādu formulu

Kur noplūde apzīmē transformatora induktivitāti, un to var atrast, veicot īssavienojumu pāri sekundārajam tinumam, vai arī, iespējams, būtu jāiekļauj īkšķa noteikuma vērtība, piemērojot 2 līdz 4% no primārās induktivitātes vērtības.

Šajā gadījumā kondensatoram Cclamp jābūt ievērojami lielam, lai noplūdes enerģijas absorbcijas periodā kavētu sprieguma pieaugumu.

Cclamp vērtību var izvēlēties no 100pF līdz 4.7nF, enerģiju, kas uzkrāta šajā kondensatorā, Rclamp ātri izlādēs un atsvaidzinās eacj pārslēgšanās cikla laikā.

10. solis

Kā izvēlēties izejas taisngrieža diode

To var aprēķināt, izmantojot iepriekš parādīto formulu.

Noteikti izvēlieties specifikācijas tā, lai diodes maksimālais apgrieztais spriegums vai VRRM nebūtu mazāks par 30% nekā VRVdiode, kā arī pārliecinieties, ka IF vai lavīnas priekšējās strāvas specifikācija ir vismaz par 50% lielāka nekā IsecRMS. Vēlams izmantot schottky diode, lai samazinātu vadīšanas zudumus.

Izmantojot DCM ķēdi, Flyback maksimālā strāva var būt augsta, tāpēc mēģiniet izvēlēties diode ar zemāku priekšējo spriegumu un salīdzinoši lielāku strāvas parametru attiecībā uz vēlamo efektivitātes līmeni.

11. solis

Kā izvēlēties izejas kondensatora vērtību

Atlasot a pareizi aprēķināts izejas kondensators lai gan atgriezeniskās saites izstrāde var būt ārkārtīgi izšķiroša, jo lidojuma topoloģijā starp diode un kondensatoru nav pieejama uzkrātā induktīvā enerģija, kas nozīmē, ka kondensatora vērtība jāaprēķina, ņemot vērā 3 svarīgus kritērijus:

1) Kapacitāte
2) ESR
3) RMS strāva

Minimālo iespējamo vērtību var noteikt atkarībā no maksimāli pieļaujamās maksimālās un maksimālās izejas pulsācijas funkcijas, un to var noteikt, izmantojot šādu formulu:

Kur Ncp apzīmē primāro sānu pulksteņa impulsu skaitu, kas nepieciešams vadības atgriezeniskajā saitē, lai kontrolētu darbību no norādītajām maksimālajām un minimālajām vērtībām. Parasti tas var prasīt apmēram 10 līdz 20 pārslēgšanās ciklus.
Iout attiecas uz maksimālo izejas strāvu (Iout = Poutmax / Vout).

Lai noteiktu maksimālo RMS vērtību izejas kondensatoram, izmantojiet šādu formulu:

Norādītajam augstajam pārslēgšanās frekvencei maksimālā maksimālā strāva no transformatora sekundārās puses radīs attiecīgi augstu pulsācijas spriegumu, kas uzlikts visā izejas kondensatora ekvivalentajā ESR. Ņemot to vērā, jānodrošina, lai kondensatora ESRmax vērtējums nepārsniegtu kondensatora noteikto pieņemamo pulsācijas strāvas spēju.

Galīgais dizains var būt pamatā iekļauts vēlamais sprieguma nomināls un kondensatora pulsācijas strāvas spēja, pamatojoties uz faktisko izvēlētā izejas sprieguma un atgriezeniskās strāvas attiecību.

Pārliecinieties, ka ESR vērtība tiek noteikts no datu lapas, pamatojoties uz frekvenci, kas lielāka par 1kHz, un kuru parasti var pieņemt no 10kHz līdz 100kHz.

Būtu interesanti atzīmēt, ka izejas pulsācijas kontrolei var būt pietiekami vienīgais kondensators ar zemu ESR specifikāciju. Varat mēģināt iekļaut nelielu LC filtru lielākām pīķa strāvām, it īpaši, ja flyback ir paredzēts darbam ar DCM režīmu, kas varētu garantēt samērā labu pulsācijas sprieguma vadību izejā.

12. solis

Citi svarīgi apsvērumi:

A) Kā izvēlēties spriegumu un strāvu nominālajam primārā sānu tilta taisngriezim.

To var izdarīt, izmantojot iepriekš minēto vienādojumu.

Šajā formulā PF apzīmē jaudas koeficientu strāvas padeves, mēs varam piemērot 0,5 gadījumā, ja pareiza atsauce kļūst nepieejama. Tilta taisngriezim izvēlieties diodes vai moduli, kura pastiprinātāja virziens uz priekšu ir 2 reizes lielāks nekā IACRMS. Sprieguma nominālvērtībai to varēja izvēlēties pie 600 V pie maksimālās 400 V maiņstrāvas ieejas specifikācijas.

B) Kā izvēlēties pašreizējo sajūtu rezistoru (Rsense):

To var aprēķināt, izmantojot šādu vienādojumu. Sensora rezistors Rsense ir iestrādāts, lai interpretētu maksimālo jaudu atlidojuma izejā. Vcsth vērtību varēja noteikt, atsaucoties uz kontroliera IC datu lapu, Ip (max) apzīmē primāro strāvu.

C) Kondensatora VCC izvēle:

Optimāls kapacitātes vērtība ir izšķiroša nozīme, lai ieejas kondensators padarītu pareizu palaišanas periodu. Parasti jebkura vērtība no 22uF līdz 47uF darbu veic labi. Tomēr, ja tas tiek izvēlēts daudz zemāk, kontroliera IC var izraisīt 'zem sprieguma bloķēšanu', pirms pārveidotājs var attīstīt Vcc. Gluži pretēji, lielāka kapacitātes vērtība var izraisīt nevēlamu pārveidotāja palaišanas laika aizkavēšanos.

Turklāt pārliecinieties, ka šis kondensators ir vislabākās kvalitātes, ar ļoti labu ESR un pulsācijas strāvas specifikāciju, kas ir vienāds ar izeju kondensatora specifikācijas . Ir ļoti ieteicams pieslēgt vēl vienu mazāku vērtību kondensatoru 100nF secībā paralēli iepriekš apskatītajam kondensatoram un pēc iespējas tuvāk kontroliera IC Vcc / zemes pinouts.

D) Atsauksmju cikla konfigurēšana:

Atgriezeniskās saites cilpas kompensācija kļūst svarīga, lai apturētu svārstību rašanos. Cilpas kompensācijas konfigurēšana var būt vienkāršāka DCM režīma atgriešanai nekā CCM, jo jaudas posmā nav “labās puses plaknes nulles” un tādējādi kompensācija nav nepieciešama.

Kā norādīts iepriekš redzamajā attēlā, vienkāršs RC (Rcomp, Ccomp) pārsvarā kļūst tieši pietiekams, lai uzturētu labu stabilitāti visā cilpā. Parasti Rcomp vērtību var izvēlēties jebko starp 1K un 20K, savukārt Ccomp var būt diapazonā no 100nF līdz 470pF.

Tas noslēdz mūsu sarežģīto diskusiju par to, kā izstrādāt un aprēķināt lidojuma pārveidotāju. Ja jums ir kādi ieteikumi vai jautājumi, varat tos ievietot nākamajā komentāru lodziņā, uz jūsu jautājumiem atbildēs pēc iespējas ātrāk.

Pieklājība: Infineon