Kako oblikovati pretvornik letakov - celovita vadnica

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Konfiguracija povratnega letenja je prednostna topologija pri načrtovanju aplikacij SMPS predvsem zato, ker zagotavlja popolno izolacijo izhodnega enosmernega toka od vhodnega omrežja AC. Druge značilnosti vključujejo nizke proizvodne stroške, enostavnejšo zasnovo in enostavno uporabo. Nizkonapetostna različica DCM pretvornikov, ki vključuje specifikacijo izhodne moči nižjo od 50 vatov, se bolj pogosto uporablja kot večji kolegi z visokim tokom.

Naučimo se podrobnosti z izčrpno razlago skozi naslednje odstavke:



Celovit vodnik za oblikovanje pretvornika povratnih informacij DCM s fiksno frekvenco

Načini letenja: DCM in CCM

Spodaj vidimo osnovno shematsko zasnovo pretvornika povratnih tokov. Glavni odseki v tej izvedbi so transformator, preklopna moč MOSFET Q1 na primarni strani, mostični usmernik na sekundarni strani D1, filtrirni kondenzator za glajenje izhod iz D1 in stopnja krmilnika PWM, ki je lahko vezje, krmiljeno z IC.

osnovna konfiguracija povratnega leta

Ta vrsta povratne zasnove bi lahko delovala CCM (način neprekinjenega vodenja) ali DCM (način prekinitve prevodnosti) glede na to, kako je konfigurirana moč MOSFET T1.



V bistvu imamo v načinu DCM celotno električno energijo, shranjeno v primarnem transformatorju, ki se prenaša čez sekundarno stran vsakič, ko se MOSFET izklopi med preklopnimi cikli (imenovano tudi obdobje povratnega toka), kar povzroči, da primarni stranski tok doseže ničelni potencial preden se lahko T1 ponovno vklopi v naslednjem preklopnem ciklu.

V načinu CCM električna energija, shranjena v primarnem, ne dobi možnosti, da se v celoti prenese ali inducira prek sekundarnega.

To je zato, ker se vsak naslednji preklopni impulz iz krmilnika PWM vklopi T1, preden transformator prenese svojo polno shranjeno energijo na obremenitev. To pomeni, da povratni tok (ILPK in ISEC) nikoli ne sme doseči ničelnega potenciala med vsakim preklopnim ciklom.

Razliki med obema načinoma delovanja smo lahko priča v naslednjem diagramu skozi trenutne vzorce valov na primarnem in sekundarnem odseku transformatorja.

DCM CCM valovne oblike

Oba načina DCM in CCM imata svoje posebne prednosti, ki jih je mogoče razbrati iz naslednje tabele:

primerjava načinov DCM in CCM

V primerjavi z CCM vezje načina DCM zahteva večje ravni največjega toka, da se zagotovi optimalna moč na sekundarni strani transformatorja. To pa zahteva, da je primarna stran ocenjena z višjim efektivnim tokom, kar pomeni, da mora biti MOSFET ocenjen na določen višji obseg.

V primerih, ko je treba zasnovo zgraditi z omejenim obsegom vhodnega toka in komponent, se običajno izbere povratni signal v načinu CCM, ki omogoča zasnovo, da uporabi razmeroma manjši kondenzator filtra in manjšo prevodno izgubo na MOSFET-u in transformatorju).

CCM postane ugoden za pogoje, ko je vhodna napetost nižja, medtem ko je tok večji (več kot 6 amperov), projekti, ki so lahko ocenjeni tako, da delujejo z več kot 50 W moč , razen pri izhodih pri 5V, pri katerih bi lahko bila specifikacija moči nižja od 50 vatov.

Zgornja slika prikazuje trenutni odziv na primarni strani načinov povratnega letenja in ustrezno razmerje med njihovimi trikotnimi in trapeznimi valovnimi oblikami.

IA na trikotni valovni obliki označuje minimalno inicializacijsko točko, ki je lahko videti nič, na začetku obdobja vklopa MOSFET-a, in tudi višjo trenutno maksimalno stopnjo, ki je obstojna v primarnem navitju transformator v času, ko se MOSFET ponovno vklopi, med načinom delovanja CCM.

IB se lahko dojema kot končna točka trenutne velikosti, medtem ko je mosfet stikalo je vklopljeno (ton interval).

Normalizirano vrednost toka IRMS lahko vidimo kot funkcijo faktorja K (IA / IB) nad osjo Y.

Ta se lahko uporablja kot množitelj, kadar je treba izračunati uporovne izgube za različno število valovnih oblik glede na trapezoidno valovno obliko, ki ima ravno zgornjo valovno obliko.

To dokazuje tudi dodatne neizogibne izgube prevodnosti enosmernega navitja transformatorja in tranzistorjev ali diod kot funkcijo tokovne valovne oblike. Z uporabo teh nasvetov bo oblikovalec s tako dobro izračunano zasnovo pretvornika lahko preprečil 10 do 15% prevodnih izgub.

Upoštevanje zgornjih kriterijev lahko postane bistvenega pomena za aplikacije, zasnovane za obvladovanje visokih efektivnih tokov, in zahtevajo optimalno učinkovitost kot ključne lastnosti.

Mogoče je mogoče odpraviti dodatne izgube bakra, čeprav bi to lahko zahtevalo ogromno velikost jedra za prilagajanje bistveno večje površine navitih oken, v nasprotju s situacijami, ko postanejo bistvene samo osnovne specifikacije.

Kot smo že razumeli, način delovanja DCM omogoča uporabo transformatorja manjše velikosti, ima večji prehodni odziv in deluje z minimalnimi preklopnimi izgubami.

Zato ta način postane zelo priporočljiv za povratne tokokroge, določene za višje izhodne napetosti z relativno nižjimi zahtevami ampera.

Čeprav je mogoče pretvoriti pretvornik povratnih informacij za delo tako z DCM kot z načini CCM, ne smemo pozabiti, da se med prehodom iz DCM v način CCM ta funkcija prestavljanja spremeni v dvopolno delovanje, kar povzroči nizko impedanca pretvornika.

Zaradi tega je nujno vključiti dodatne načrtovalne strategije, vključno z različno zanko (povratno informacijo) in kompenzacijo naklona glede na sistem notranje tokovne zanke. Praktično to pomeni, da moramo zagotoviti, da je pretvornik zasnovan predvsem za način CCM, vendar lahko deluje z načinom DCM, kadar se na izhodu uporabljajo lažje obremenitve.

Morda je zanimivo vedeti, da bo z uporabo naprednih modelov transformatorjev mogoče izboljšati pretvornik CCM s čistejšim in lažjim uravnavanjem obremenitve ter visoko navzkrižno regulacijo na širokem območju obremenitve s stopenjskim transformatorjem.

V takih primerih se z vstavitvijo zunanjega elementa, kot je izolacijski trak ali papir, poveča majhna reža v jedru, da se na začetku inducira visoka induktivnost in omogoči delovanje CCM pri manjših obremenitvah. O tem bomo podrobno razpravljali kdaj drugič o mojih nadaljnjih člankih.

S tako vsestranskimi značilnostmi načina DCM ni presenetljivo, da to postane priljubljena izbira, kadar koli je treba oblikovati brezskrbne, učinkovite in nizkoenergijske sisteme zaščite okolja.

V nadaljevanju se bomo naučili podrobnih navodil, kako oblikovati pretvornik povratnih informacij v načinu DCM.

Enačbe DCM Flyback Design in zahteve za zaporedno odločanje

Korak 1:
Ocenite in ocenite svoje zahteve glede zasnove. Vse Zasnova SMPS mora začeti z ocenjevanjem in določanjem sistemskih specifikacij. Določiti in dodeliti boste morali naslednje parametre:

vhodne specifikacije za povratni tok DCM

Vemo, da je parameter učinkovitosti ključnega pomena, za katerega se je treba najprej odločiti. Najlažji način je, da postavite cilj od približno 75% do 80%, tudi če je vaš dizajn poceni. Preklopna frekvenca, označena kot

Fsw je na splošno treba ogroziti, hkrati pa kar najbolje izkoristiti velikost transformatorja in izgube, nastale zaradi preklopa, in EMI. Kar pomeni, da se bo morda treba odločiti za preklopno frekvenco vsaj pod 150 kHz. Običajno je to mogoče izbrati med 50 kHz in 100 kHz.

Poleg tega je treba v primeru, da je za zasnovo treba vključiti več izhodov, največjo vrednost moči Pout prilagoditi kot skupno vrednost obeh izhodov.

Morda se vam bo zdelo zanimivo vedeti, da so bili do nedavnega najbolj priljubljeni običajni modeli SMPS, ki so uporabljali MOSFET in PWM stikalni krmilnik kot dve različni izolirani stopnji, ki sta medsebojno integrirani v postavitev PCB-ja, danes pa sta v sodobnih enotah SMPS ti dve stopnji vdelani v en paket in izdelani kot posamezne integrirane vezje.

Parametri, ki se običajno upoštevajo pri načrtovanju pretvornika SMPS z povratnim povratnim signalom, so 1) specifikacija aplikacije ali obremenitve, 2) stroški 3) moč v stanju pripravljenosti in 4) dodatne zaščitne funkcije.

Ko se uporabljajo vgrajene integrirane vezje, običajno stvari postanejo veliko lažje, saj je za načrtovanje optimalnega povratnega pretvornika treba izračunati le transformator in nekaj zunanjih pasivnih komponent.

Pojdimo v podrobnosti glede vključenih izračunov za oblikovanje pomanjkljivega SMPS.

Izračun vhodnega kondenzatorja Cin in obsega vhodne enosmerne napetosti

Glede na specifikacije vhodne napetosti in moči se lahko standardnega pravila za izbiro Cin, ki se imenuje tudi enosmerni kondenzator, naučimo iz naslednjih razlag:

priporočeni Cin na vatni vhod

Da bi zagotovili širok spekter delovanja, lahko za enosmerni kondenzator izberete vrednost 2uF na vat ali večjo vrednost, kar vam bo omogočilo dobro kakovostno območje za to komponento.

Nato bo morda treba določiti najmanjšo enosmerno vhodno napetost, ki jo lahko dobimo z reševanjem:

Formula enosmernega kondenzatorja

Kjer praznjenje postane delovno razmerje enosmernega kondenzatorja, ki je lahko približno približno 0,2

Kondenzator enosmernega toka najmanjša največja napetost

Na zgornji sliki si lahko predstavimo napetost enosmernega kondenzatorja. Kot je prikazano, vhodna napetost nastane med največjo izhodno močjo in najmanjšo vhodno izmenično napetostjo, medtem ko največja enosmerna vhodna napetost nastane med minimalno vhodno močjo (brez obremenitve) in med največjo vhodno izmenično napetostjo.

V stanju brez obremenitve lahko vidimo največjo enosmerno vhodno napetost, med katero se kondenzator polni na najvišji ravni izmenične vhodne napetosti, in te vrednosti lahko izrazimo z naslednjo enačbo:

Enačba enosmernega kondenzatorja

3. korak:

Ocenjevanje napetosti VR, ki jo povzroča Flyback, in največje napetostne napetosti na MOSFET VDS. Napetost VR, ki jo povzroča Flyback, bi lahko razumeli kot napetost, inducirano na primarni strani transformatorja, ko je mosfet Q1 v izklopljenem stanju.

Zgornja funkcija posledično vpliva na največjo vrednost VDS mosfet-a, kar lahko potrdimo in prepoznamo z reševanjem naslednje enačbe:

najvišja ocena VDS mosfet-a

Kjer je Vspike napetostni skok, ustvarjen zaradi induktivnosti puščanja transformatorja.

Za začetek lahko vzamemo 30% Vspike iz VDSmax.

Naslednji seznam nam pove, koliko odbojne napetosti ali inducirane napetosti se lahko priporoči za MOSFET z nazivno napetostjo 650 V do 800 V in ima začetno mejno vrednost VR nižjo od 100 V za pričakovano veliko območje vhodne napetosti.

odbojna napetost ali inducirana napetost se lahko priporoča za 650V do 800V

Izbira prave VR je lahko dogovor med stopnjo napetostnega napetosti na sekundarnem usmerniku in specifikacijami primarnega stranskega MOSFET-a.

Če je VR zaradi povečanega razmerja obratov izbran zelo visoko, bi prišlo do večjega VDSmax, vendar manjše napetostne napetosti na sekundarni stranski diodi.

Če je VR izbran premajhen zaradi manjšega razmerja obratov, bi VDSmax postal manjši, vendar bi povzročil povečanje stopnje napetosti na sekundarni diodi.

Večji primarni VDSmax bi zagotovil ne le nižjo stopnjo napetosti na sekundarni stranski diodi in zmanjšanje primarnega toka, temveč bi omogočil tudi izvedbo stroškovno učinkovite zasnove.

Flyback z načinom DCM

Kako izračunati Dmax glede na Vreflected in Vinmin

V primerih VDCmin lahko pričakujemo največji obratovalni cikel. V tem primeru lahko transformator oblikujemo vzdolž pragov DCM in CCM. V tem primeru lahko delovni cikel predstavimo kot:

največji obratovalni cikel VDCmin

4. korak:

Kako izračunati primarni induktivni tok

V tem koraku bomo izračunali primarno induktivnost in primarni maksimalni tok.

Za identifikacijo primarnega največjega toka bi lahko uporabili naslednje formule:

prepoznavanje povratnega vrha primarnega toka

Ko dosežemo zgoraj navedeno, lahko nadaljujemo in izračunamo primarno induktivnost po naslednji formuli znotraj meja največjega delovnega cikla.

izračunajte povratno primarno induktivnost

Paziti je treba pri povratnem prevozu, ne sme preiti v način CCM zaradi kakršne koli oblike presežnih obremenitev, zato je treba pri izračunu Poutmaxa v enačbi št.5 upoštevati specifikacijo največje moči. Omenjeno stanje se lahko pojavi tudi, če se induktivnost poveča nad vrednostjo Lprimax, zato si jih upoštevajte.

5. korak :

Kako izbrati optimalni razred in velikost jedra:

Če prvič načrtujete povratno vožnjo, bo morda videti zelo zastrašujoče pri izbiri ustrezne specifikacije in strukture jedra. Ker to lahko vključuje veliko število dejavnikov in spremenljivk, ki jih je treba upoštevati. Nekaj ​​izmed teh, ki so lahko ključnega pomena, so geometrija jedra (npr. Jedro EE / jedro RM / jedro PQ itd.), Dimenzija jedra (npr. EE19, RM8 PQ20 itd.) In material jedra (npr. 3C96. TP4, 3F3 itd.).

Če ne veste, kako ravnati z zgornjimi specifikacijami, bi lahko bil učinkovit način za boj proti tej težavi sklic na standardni vodnik za izbiro jedra proizvajalca jedra ali pa si lahko pomagate tudi z naslednjo tabelo, ki vam približno prikaže standardne dimenzije jedra med načrtovanjem povratnega leta DCM 65 kHz glede na izhodno moč.

izbira velikosti jedra za povratni pretvornik

Ko končate z izbiro velikosti jedra, je čas, da izberete pravilno klekljanje, ki jo lahko dobite v skladu s podatkovnim listom jedra. Dodatne lastnosti klekljev, kot so število zatičev, nosilec PCB ali SMD, vodoravno ali navpično pozicioniranje, vse to bo morda treba upoštevati tudi kot prednostno zasnovo

Tudi material jedra je ključnega pomena in ga je treba izbrati glede na frekvenco, gostoto magnetnega pretoka in izgube jedra.

Za začetek lahko preizkusite različice z imenom 3F3, 3C96 ali TP4A, ne pozabite, da so imena razpoložljivih materialov jedra lahko različna za enake vrste, odvisno od določene izdelave.

Kako izračunati minimalne primarne zavoje ali navijanje

Kjer izraz Bmax pomeni največjo obratovalno gostoto pretoka, Lpri vam pove o primarni induktivnosti, Ipri postane primarni največji tok, medtem ko Ae določa površino preseka izbranega tipa jedra.

Ne smemo pozabiti, da Bmax nikoli ne sme preseči gostote nasičevalnega toka (Bsat), kot je določeno v obrazcu jedrnega materiala. Pri feritnih jedrih boste morda našli majhne razlike v Bsatu, odvisno od specifikacij, kot so vrsta materiala in temperatura, vendar bo večina teh vrednosti imela vrednost približno 400 mT.

Če ne najdete podrobnih referenčnih podatkov, lahko uporabite Bmax 300 mT. Čeprav lahko izbira višjega Bmax pomaga zmanjšati število primarnih obratov in nižjo prevodnost, se lahko izguba jedra znatno poveča. Poskusite optimizirati med vrednostmi teh parametrov, tako da sta izguba jedra in izguba bakra v sprejemljivih mejah.

6. korak:

Kako izračunati število zavojev za glavni sekundarni izhod (Ns) in razne pomožne izhode (Naux)

Da bi določite sekundarne zavoje najprej moramo najti razmerje obratov (n), ki ga lahko izračunamo po naslednji formuli:

Izračunajte število zavojev za glavni sekundarni izhod (Ns) in različne pomožne izhode (Naux)

Kjer so Np primarni zavoji in Ns sekundarno število zavojev, Vout pomeni izhodno napetost, VD pa nam pove glede padca napetosti na sekundarni diodi.

Za izračun zavojev pomožnih izhodov za želeno vrednost Vcc lahko uporabimo naslednjo formulo:

izračun zavojev za pomožne izhode

Pomožno navitje postane ključno pri vseh povratnih pretvornikih za dovajanje začetnega napajanja krmilne IC. Ta napajalni VCC se običajno uporablja za napajanje preklopne IC na primarni strani in jo je mogoče določiti glede na vrednost, navedeno v obrazcu IC. Če izračun daje necelo število, jo preprosto zaokrožite z uporabo zgornje celoštevilčne vrednosti tik nad tem necelim številom.

Kako izračunati velikost žice za izbrano izhodno navitje

Da bi pravilno izračunali velikosti žic za več navitij, moramo najprej ugotoviti RMS trenutno specifikacijo za posamezno navitje.

To lahko storite z naslednjimi formulami:

Kot izhodišče bi lahko za določanje profila žice uporabili gostoto toka od 150 do 400 krožnih mil na amper. Naslednja tabela prikazuje referenco za izbiro ustreznega merilnika žice z uporabo 200M / A glede na trenutno efektivno vrednost. Prikaže vam tudi premer žice in osnovno izolacijo za izbrani profil super emajliranih bakrenih žic.

flyback priporočeni merilnik žice, ki temelji na trenutni RMS

Korak 8:

Upoštevajoč konstrukcijo transformatorja in ponovitev zasnove navitja

Ko končate z določanjem zgoraj omenjenih parametrov transformatorja, je ključnega pomena oceniti, kako prilagoditi dimenzijo žice in število obratov znotraj izračunane velikosti jedra transformatorja in določeno vreteno. Da bi to pravilno dosegli, bo za optimizacijo specifikacije jedra glede na merilnik žice in število zavojev morda potrebnih več ponovitev ali poskusov.

Naslednja slika prikazuje območje navijanja za dano EE jedro . Glede na izračunano debelino žice in število zavojev za posamezno navitje je mogoče mogoče približno oceniti, ali bo navitje ustrezalo razpoložljivi površini navijanja (š in v) ali ne. Če navitje ne ustreza, lahko eden od parametrov od števila zavojev, merilnika žice ali velikosti jedra ali več kot 1 parameter zahteva določeno natančno nastavitev, dokler se navitje ne prilega optimalno.

območje navijanja za dano jedro EE

Postavitev navitja je ključnega pomena, saj je delovna zmogljivost in zanesljivost transformatorja bistveno odvisna od tega. Za navijanje je priporočljivo uporabiti postavitev ali strukturo sendviča, da se omeji uhajanje induktivnosti, kot je prikazano na sliki 5.

Za izpolnitev mednarodnih varnostnih pravil in njihovo skladnost mora biti zasnova dovolj izolirana na primarni in sekundarni plasti navijanja. To lahko zagotovimo z uporabo strukture z navitimi robovi ali z uporabo sekundarne žice s trojno izolirano žico, kot je prikazano na naslednji sliki

sheme navitja transformatorja flyback

Uporaba trojno izolirane žice za sekundarno navitje postane enostavnejša možnost za hitro potrditev mednarodnih zakonov o varnosti v zvezi s povratnimi modeli SMPS. Vendar imajo lahko takšne ojačane žice nekoliko večjo debelino v primerjavi z običajno varianto, zaradi česar navitje zavzame več prostora, in morda bodo potrebni dodatni napori za namestitev znotraj izbrane kletke.

9. korak

Kako oblikovati primarno vezje

V zaporedju preklopov je za obdobja IZKLOPA MOSFET-a skozi odtok / vir MOSFET-a izpostavljen visokonapetostni konici v obliki induktivnosti puščanja, kar bi lahko povzročilo izpad plazu, ki bi na koncu poškodoval MOSFET.

Da bi to preprečili, je vpenjalno vezje običajno konfigurirano po primarnem navitju, kar ustvari konico takoj omeji na varno nižjo vrednost.

Našli boste nekaj izvedb vpenjalnih vezij, ki jih lahko vključite v ta namen, kot je prikazano na naslednji sliki.

flyback primarno vpenjalno vezje

To sta namreč objemka RCD in objemka Diode / Zener, kjer je slednjo veliko lažje konfigurirati in izvesti kot prvo možnost. V tem vpenjalnem vezju uporabljamo kombinacijo usmerniške diode in visokonapetostne Zener diode, kot je TVS (prehodni napetostni dušilec) za vpenjanje prenapetostnega konice.

Funkcija Zenerjeva dioda je, da učinkovito zatakne ali omeji napetostni skok, dokler napetost puščanja ni popolnoma razporejena skozi Zenerjevo diodo. Prednost diodne Zenerjeve objemke je, da se vezje aktivira in vpne le, kadar skupna vrednost VR in Vspike presega razčlenitvene lastnosti Zenerjeve diode in obratno, če je konica pod Zenerjevo razgradnjo ali varno raven, objemka se morda sploh ne sproži in ne dovoli nepotrebnega odvajanja moči.

Kako izbrati oceno vpenjalne diode / Zenerja

Vedno mora biti dvakrat večja vrednost odbite napetosti VR ali predvidene konjske napetosti.
Usmerjevalna dioda mora biti ultra hitro obnovljiva ali Schottkyjeva dioda z nazivno vrednostjo, ki je višja od najvišje napetosti enosmernega toka.

Druga možnost vpenjanja RCD je ta, da upočasni dv / dt MOSFET-a. Tu postane parameter upora upora ključen, hkrati pa omejuje napetostni skok. Če izberete nizko vrednost Rclamp, bi to izboljšalo zaščito pred konicami, vendar bi lahko povečalo odvajanje in izgubo energije. Nasprotno, če je izbrana višja vrednost Rclamp, bi to pomagalo zmanjšati odvajanje, vendar morda ne bi bilo tako učinkovito pri zatiranje konic .

Glede na zgornjo sliko lahko za zagotovitev VR = Vspike uporabimo naslednjo formulo

formula povratne zanke flyback

Kjer Lleak pomeni induktivnost transformatorja in ga je mogoče najti s kratkim stikom čez sekundarno navitje, lahko pa tudi uporabimo pravilo z uporabo 2 do 4% vrednosti primarne induktivnosti.

V tem primeru mora biti kondenzatorska objemka Cclamp znatno večja, da zavira naraščanje napetosti med absorpcijskim obdobjem puščanja energije.

Vrednost Cclamp lahko izberete med 100pF in 4,7nF, energija, shranjena v tem kondenzatorju, se bo med izklopnim ciklom eacj izpraznila in osvežila s pomočjo Rclamp.

Korak 10

Kako izbrati izhodno usmerniško diodo

To se lahko izračuna po zgornji formuli.

Prepričajte se, da ste izbrali takšne specifikacije, da največja povratna napetost ali VRRM diode ni manjša od 30% od VRVdiode, prav tako pa zagotovite, da je vrednost prednapetostnega toka ali plazovnega toka vsaj 50% večja od IsecRMS. Po možnosti se odločite za Schottky diodo, da zmanjšate prevodne izgube.

Pri vezju DCM je lahko maksimalni tok Flyback visok, zato poskusite izbrati diodo z nižjo napetostjo naprej in sorazmerno višjimi specifikacijami toka glede na želeno stopnjo učinkovitosti.

11. korak

Kako izbrati vrednost izhodnega kondenzatorja

Izbira a pravilno izračunan izhodni kondenzator medtem ko je načrtovanje povratnega gibanja lahko izjemno ključnega pomena, ker v topologiji povratnega gibanja med diodo in kondenzatorjem ni na voljo shranjene induktivne energije, kar pomeni, da je treba vrednost kondenzatorja izračunati ob upoštevanju 3 pomembnih meril:

1) Kapaciteta
2) ESR
3) RMS tok

Najmanjšo možno vrednost je mogoče določiti glede na funkcijo največje sprejemljive najvišje do najvišje izhodne napetosti valovanja in jo lahko določimo po naslednji formuli:

Kjer Ncp pomeni število impulzov primarne stranske ure, ki jih zahteva krmilna povratna informacija za nadzor obratovanja iz določenih največjih in najmanjših vrednosti. To lahko običajno zahteva približno 10 do 20 preklopnih ciklov.
Iout se nanaša na največji izhodni tok (Iout = Poutmax / Vout).

Če želite določiti največjo efektivno vrednost izhodnega kondenzatorja, uporabite naslednjo formulo:

največja efektivna vrednost za izhodni kondenzator

Za določeno visoko preklopno frekvenco povratnega gibanja bo največji tok na sekundarni strani transformatorja ustvaril ustrezno visoko valovno napetost, ki bo naložena na ekvivalentni ESR izhodnega kondenzatorja. Glede na to je treba zagotoviti, da vrednost ESRmax kondenzatorja ne presega predpisane sprejemljive zmožnosti valovitega toka kondenzatorja.

Končna zasnova lahko v osnovi vključuje želeno napetost in zmožnost valovanja toka kondenzatorja, ki temelji na dejanskem razmerju med izbrano izhodno napetostjo in tokom povratnega toka.

Prepričajte se, da Vrednost ESR se določi iz podatkovnega lista na podlagi frekvence, višje od 1kHz, za katero se običajno lahko domneva, da je med 10kHz in 100kHz.

Zanimivo bi bilo opozoriti, da je lahko osamljen kondenzator z nizko ESR specifikacijo dovolj za nadzor izhodnega valovanja. Lahko poskusite vključiti majhen LC filter za višje največje tokove, še posebej, če je povratni tok zasnovan za delovanje v načinu DCM, ki bi lahko zagotovil razmeroma dober nadzor valovanja napetosti na izhodu.

12. korak

Nadaljnji pomembni premisleki:

A) Kako izbrati napetost in tok za primarni stranski mostni usmernik.

Za primarni stranski mostni usmernik izberite Napetost in tok

To je mogoče storiti z zgornjo enačbo.

V tej formuli PF pomeni faktor moči napajanja lahko uporabimo 0,5, če ustrezna referenca postane nedosegljiva. Za mostični usmernik izberite diode ali modul z 2-kratno ojačitvijo naprej ojačevalnika kot IACRMS. Za napetost lahko izberete pri 600V za največ 400V AC vhodne specifikacije.

B) Kako izbrati trenutni senzorski upor (Rsense):

Izračuna se lahko z naslednjo enačbo. Zaznavni upor Rsense je vgrajen za razlago največje moči na izhodu povratnega leta. Vrednost Vcsth je mogoče določiti s sklicevanjem na podatkovni list IC krmilnika, Ip (max) pomeni primarni tok.

C) Izbira VCC kondenzatorja:

Optimalno vrednost kapacitivnosti je ključnega pomena, da vhodni kondenzator ustvari pravilno zagonsko obdobje. Običajno katera koli vrednost med 22uF in 47uF dobro opravi svoje delo. Če pa je to izbrano precej nižje, lahko povzroči sprožitev 'blokade pod napetostjo' na krmilniku IC, preden pretvornik razvije Vcc. Nasprotno, večja vrednost kapacitivnosti bi lahko povzročila neželeno zakasnitev zagonskega časa pretvornika.

Poleg tega se prepričajte, da je ta kondenzator najboljše kakovosti, z zelo dobrimi ESR in valovitimi trenutnimi specifikacijami, enako kot izhod specifikacije kondenzatorja . Priporočljivo je priključiti še en kondenzator manjše vrednosti v velikosti 100 nF, vzporedno z zgoraj omenjenim kondenzatorjem, in čim bližje Vcc / ozemljitvenim izhodom IC krmilnika.

D) Konfiguriranje povratne zanke:

Kompenzacija povratne zanke postane pomembna za zaustavitev nihanja. Konfiguriranje kompenzacije zanke je lahko enostavnejše pri povratnem preklopu v načinu DCM kot CCM, ker v stopnji moči ni 'nič polovice desne polovice ravnine', zato nobena kompenzacija ni potrebna.

Konfiguriranje povratne zanke za povratne informacije

Kot je navedeno na zgornji sliki, postane neposreden RC (Rcomp, Ccomp) večinoma ravno dovolj, da ohrani dobro stabilnost v zanki. Na splošno lahko vrednost Rcomp izbere kar koli med 1K in 20K, medtem ko je Ccomp lahko v območju med 100nF in 470pF.

S tem smo zaključili našo podrobno razpravo o tem, kako oblikovati in izračunati povratni pretvornik. Če imate kakršne koli predloge ali vprašanja, jih lahko predstavite v naslednjem polju za komentar, na vaša vprašanja bodo odgovorili Kmalu.

Vljudnost: Infineon




Prejšnja: Ultrazvočni brezžični indikator nivoja vode - na sončno energijo Naprej: Razumevanje PID krmilnika