כיצד לעצב ממיר Flyback - הדרכה מקיפה

תצורת flyback היא הטופולוגיה המועדפת בתכנוני יישומי SMPS בעיקר משום שהיא מבטיחה בידוד מוחלט של זרם הפלט מזרם הכניסה. מאפיינים אחרים כוללים עלות ייצור נמוכה, עיצוב פשוט יותר ויישום לא פשוט. גרסת ה- DCM הנוכחית הנמוכה של ממירי flyback הכוללים מפרט פלט נמוך מ- 50 וואט נמצאים בשימוש נרחב יותר מאשר המקבילים הגדולים הנוכחיים.

בואו ללמוד את הפרטים עם הסבר מקיף דרך הפסקאות הבאות:

מדריך תכנון מקיף עבור ממיר Flyback תדרים קבועים במצב מקוון קבוע

דרכי הפעולה של Flyback: DCM ו- CCM

להלן נראה תכנון סכמטי בסיסי של ממיר flyback. החלקים העיקריים בתכנון זה הם השנאי, מוסף הכוח המיתוג Q1 בצד הראשוני, מיישר הגשר בצד המשני D1, קבלים פילטר להחלקה את הפלט מ D1, ושלב בקר PWM שעשוי להיות מעגל מבוקר IC.

סוג זה של עיצוב flyback יכול להיות בעל CCM (מצב הולכה רציף) או DCM (מצב הולכה לא רציף) המבוסס על האופן שבו מוגדר כוח ה- MOSFET T1.

בעיקרון, במצב DCM אנו מאוחסנים את כל האנרגיה החשמלית בשנאי הראשי המועבר על פני הצד המשני בכל פעם שה- MOSFET כבוי במהלך מחזורי המיתוג שלו (נקרא גם תקופת ההחלפה), מה שמוביל לזרם הצד הראשי להגיע לפוטנציאל אפס. לפני T1 מסוגל להפעיל שוב את מחזור המעבר הבא שלו.

במצב CCM, האנרגיה החשמלית המאוחסנת בראשוני אינה זוכה להעביר או להיגרם במלואם על פני המשני.

הסיבה לכך היא שכל אחד מפולסי המיתוג הבאים מבקר PWM מפעיל את T1 לפני שהשנאי העביר את האנרגיה המאוחסנת שלו לעומס. זה מרמז שזרם ההחזרה (ILPK ו- ISEC) לעולם אינו מורשה להגיע לפוטנציאל האפס במהלך כל אחד ממחזורי המיתוג.

אנו יכולים לחזות בהבדל בין שני מצבי הפעולה בתרשים הבא באמצעות דפוסי צורת הגל הנוכחיים על פני החלק הראשי והמשני של השנאי.

לשני מצבי DCM ו- CCM יתרונות ספציפיים שלהם, אותם ניתן ללמוד מהטבלה הבאה:

בהשוואה ל- CCM, מעגל מצב DCM דורש רמות גבוהות יותר של זרם שיא על מנת להבטיח הספק אופטימלי על פני הצד המשני של השנאי. זה בתורו דורש מהצד הראשי להיות מדורג בזרם RMS גבוה יותר, כלומר, ה- MOSFET צריך להיות מדורג בטווח הגבוה שצוין.

במקרים בהם נדרש לבנות את התכנון עם טווח מוגבל של זרם קלט ורכיבים, אז בדרך כלל נבחר מצב CCM fyback, המאפשר לתכנון להשתמש בקבל פילטר קטן יחסית, ואובדן הולכה נמוך יותר ב- MOSFET והשנאי).

CCM הופך להיות נוח לתנאים שבהם מתח הכניסה נמוך יותר, בעוד שהזרם גבוה יותר (מעל 6 אמפר), עיצובים שעשויים להיות מדורגים לעבוד איתם הספק 50 וואט , למעט יציאות ב -5 וולט שבהן מפרט ההספק יכול להיות נמוך מ -50 וואט.

התמונה לעיל מציינת את התגובה הנוכחית בצד העיקרי של מצבי ה- flyback ואת הקשר המקביל בין צורות הגל המשולשות והטרפזיות שלהם.

IA על צורת הגל המשולשת מציין את נקודת האתחול המינימלית אשר עשויה להיראות כאפס, בתחילת תקופת ההפעלה של ה- MOSFET, וגם רמת שיא זרם גבוהה יותר הנמשכת בסיבוב העיקרי של שַׁנַאי בזמן עד שה- MOSFET יופעל שוב, בזמן פעולת CCM.

IB עשוי להיתפס כנקודת הסיום בסדר הגודל הנוכחי ואילו ה- mosfet המתג מופעל (מרווח טון).

ניתן לראות את ערך הזרם המנורמל IRMS כפונקציה של גורם K (IA / IB) מעל ציר Y.

זה יכול לשמש כמכפיל בכל פעם שיש לחשב הפסדים התנגדותיים למספר מגוון של צורות גל בהתייחס לצורת גל טרפזית בעלת צורת גל עליונה שטוחה.

זה גם מדגים את הפסדי ההולכה הנוספים הבלתי נמנעים של זרם השנאי ואת הטרנזיסטורים או הדיודות כפונקציית צורת גל נוכחית. בעזרת ייעוץ זה יוכל המעצב למנוע הפסדי הולכה של 10 עד 15% עם תכנון ממיר מחושב היטב כל כך.

בהתחשב בקריטריונים שלעיל עשוי להיות קריטי משמעותית עבור יישומים המיועדים לטפל בזרמי RMS גבוהים, ודורשים יעילות אופטימלית כתכונות המפתח.

יתכן שניתן יהיה לחסל את הפסדי הנחושת הנוספים, אם כי הדבר עשוי לדרוש אימתני גודל הליבה להתאמה באזור החלונות המתפתל החיוני הגדול יותר, בניגוד למצבים שרק מפרטי הליבה הופכים להיות מכריעים.

כפי שהבנו עד כה, מצב פעולה DCM מאפשר שימוש בשנאי בגודל נמוך יותר, בעל תגובה ארעית גדולה יותר ועובד עם הפסדי מיתוג מינימליים.

לכן מצב זה הופך להיות מאוד מומלץ למעגלי טיסה חוזרים שצוינו עבור מתח יציאה גבוה יותר עם דרישות אמפר נמוכות יחסית.

למרות שניתן יהיה לתכנן ממיר flyback לעבודה עם מצבי DCM כמו גם CCM, יש לזכור דבר אחד שבמהלך המעבר מ- DCM למצב CCM, פונקציית הסטה זו הופכת לפעולה דו-קוטבית, מה שמוליד נמוך עכבה לממיר.

מצב זה הופך את החיוני לשלב אסטרטגיות תכנון נוספות, כולל לולאות שונות (משוב) ופיצוי שיפוע ביחס למערכת לולאת הזרם הפנימית. למעשה זה מרמז שעלינו לוודא שהממיר מיועד בעיקר למצב CCM, אך הוא מסוגל לעבוד עם מצב DCM כאשר משתמשים בעומסים קלים יותר בפלט.

יכול להיות מעניין לדעת כי על ידי שימוש במודלים של שנאים מתקדמים, יתכן ויהיה ניתן לשפר ממיר CCM באמצעות ויסות עומס נקי יותר וקל יותר, כמו גם ויסות רוחבי גבוה על פני מגוון רחב של עומסים באמצעות שנאי מדורג.

במקרים כאלה אכיפת פער ליבה קטן על ידי החדרת אלמנט חיצוני כגון סרט בידוד או נייר, על מנת לגרום להשראה גבוהה בהתחלה, וגם לאפשר פעולת CCM עם עומסים קלים יותר. נדון בזה בהרחבה בפעם אחרת במאמרים הבאים שלי.

לאחר מאפייני מצב DCM כה רב-תכליתיים, אין הפתעה שהדבר הופך לבחירה הפופולרית בכל פעם שתידרש לתכנן SMPS ללא טרחה, יעיל וספק נמוך.

בהמשך נלמד הוראות שלב אחר שלב בנוגע לאופן העיצוב של ממיר זבוב במצב DCM.

משוואות תכנון Flyback של DCM ודרישות החלטה ברצף

שלב 1:
העריך והעריך את דרישות העיצוב שלך. את כל תכנון SMPS צריך להתחיל בהערכה ובקביעת מפרט המערכת. יהיה עליך להגדיר ולהקצות את הפרמטרים הבאים:

אנו יודעים כי פרמטר היעילות הוא הקריטי שיש להחליט תחילה, הדרך הקלה ביותר היא לקבוע יעד של כ 75-80%, גם אם העיצוב שלך הוא עיצוב בעלות נמוכה. תדר המיתוג המסומן כ-

בדרך כלל יש להתפשר על Fsw תוך כדי קבלת המיטב מגודל השנאי והפסדים שנגרמו עקב מיתוג ו- EMI. מה שמרמז שאולי צריך להחליט על תדר מיתוג לפחות מתחת ל -150 kHz. בדרך כלל ניתן לבחור בין 50kHz ל- 100kHz.

יתר על כן, במקרה שנדרש לכלול יותר מפלט אחד עבור התכנון, יש להתאים את ערך ההספק המרבי Pout כערך המשולב של שתי היציאות.

יתכן שתמצא מעניין לדעת שעד לתקופות האחרונות העיצובים הפופולאריים ביותר של SMPS היו בעלי mosfet ו- בקר מיתוג PWM כשני שלבים מבודדים שונים, המשולבים יחד במערך PCB, אך כיום ביחידות SMPS מודרניות ניתן למצוא את שני השלבים המוטבעים בתוך חבילה אחת ומיוצרים כ- IC יחיד.

בעיקר, הפרמטרים שנחשבים בדרך כלל בעת תכנון ממיר SMPS של flyback הם 1) היישום או מפרטי העומס, 2) עלות 3) כוח המתנה ו -4) תכונות הגנה נוספות.

כאשר משתמשים ב- IC משובצים, בדרך כלל הדברים הופכים להרבה יותר קלים, מכיוון שזה רק מחייב את השנאי וכמה רכיבים פסיביים חיצוניים לתכנון ממיר זבוב אופטימלי.

בואו ניכנס לפרטים הנוגעים לחישובים המעורבים לעיצוב SMPS משובש.

חישוב Cin קבל קבל, ואת טווח מתח הכניסה DC

בהתאם למפרט הכניסה ומפרט ההספק, ניתן ללמוד מההסברים הבאים את הכלל הסטנדרטי לבחירת Cin המכונה גם קבל קישור DC.

על מנת להבטיח מגוון רחב של פעולות, ניתן לבחור ערך של 2uF לכל וואט ומעלה עבור קבל קישור DC, שיאפשר לך לקבל טווח איכותי טוב לרכיב זה.

בשלב הבא, ייתכן שיידרש לקבוע את מתח הכניסה המינימלי של DC אשר ניתן להשיג על ידי פתרון:

איפה שהפריקה הופכת ליחס החובה של קבל קישור DC, שעשוי להיות בערך 0.2

באיור לעיל אנו יכולים לדמיין את מתח הקבל של קישור DC. כפי שמוצג, מתח הקלט מתעורר במהלך הספק יציאה מרבי ומתח AC קלט מינימלי, ואילו מתח כניסה DC מקסימאלי נוצר בזמן הספק כניסה מינימלי (היעדר עומס) ובמהלך מתח AC כניסה מקסימלי.

ללא תנאי עומס אנו יכולים לראות מתח כניסה מקסימלי של DC שבמהלכו הקבל נטען ברמת השיא של מתח כניסת ה- AC, וניתן לבטא את הערכים הללו במשוואה הבאה:

שלב 3:

הערכת ה- VR המושרה על ידי Flyback והמתח המקסימלי על ה- MOSFET VDS. ניתן היה להבין את מתח ה- VR המושרה על ידי Flyback כמתח המושרה על פני הצד הראשוני של השנאי כאשר ה- mosfet Q1 במצב כבוי.

הפונקציה שלעיל משפיעה בתורו על דירוג ה- VDS המרבי של ה- mosfet, שניתן לאשר ולזהות באמצעות פתרון המשוואה הבאה:

איפה, Vspike הוא ספייק המתח שנוצר עקב השראות דליפת שנאי.

ראשית, ניתן לקחת Vspike של 30% מ- VDSmax.

הרשימה הבאה מציגה בפנינו כמה מומלץ מתח מוחזר או מתח מושרה עבור MOSFET בעל דירוג של 650 וולט עד 800 וולט, ובעל ערך מגבלה ראשוני נמוך מ- 100 וולט לטווח מתח כניסה עצום צפוי.

בחירת ה- VR הנכון יכולה להיות מציאה בין רמת מתח המתח על המיישר המשני, לבין מפרטי ה- mosfet בצד הראשי.

אם VR נבחר גבוה מאוד באמצעות יחס סיבוב מוגבר, יוליד VDSmax גדול יותר, אך רמת מתח נמוכה יותר בדיודת הצד המשנית.

ואם VR נבחר קטן מדי על ידי יחס סיבוב קטן יותר, יגרום ל- VDSmax להיות קטן יותר, אך יביא לעלייה ברמת הלחץ בדיודה המשנית.

צד ראשוני גדול יותר VDSmax יבטיח לא רק רמת מתח נמוכה יותר בדיודת הצד המשנית והפחתה בזרם הראשוני, אלא גם תאפשר ליישם תכנון חסכוני.

Flyback עם מצב DCM

כיצד לחשב Dmax בהתאם ל- Vleflected ו- Vinmin

ניתן לצפות למחזור חובה מקסימלי במקרים של VDCmin. למצב זה אנו עשויים לתכנן את השנאי לאורך הספים של DCM ו- CCM. במקרה זה ניתן להציג את מחזור התפקיד כ:

שלב 4:

כיצד לחשב זרם השראות ראשוני

בשלב זה נחשב השראות ראשונית וזרם שיא ראשוני.

ניתן להשתמש בנוסחאות הבאות לזיהוי זרם השיא העיקרי:

לאחר שהושג האמור לעיל נוכל להמשיך ולחשב את ההשראה הראשונית באמצעות הנוסחה הבאה, בגבולות מחזור החובה המרבי.

יש לנקוט בזהירות בנוגע להעברה חזרה, אסור לה להיכנס למצב CCM עקב צורה כלשהי של תנאי טעינה עודפים, ולגבי מפרט הספק מרבי זה יש לקחת בחשבון בזמן חישוב Poutmax במשוואה מספר 5. המצב שהוזכר יכול להתרחש גם במקרה שההשראות מוגברת מעל ערך ה- Lprimax, אז שימו לב לאלה.

שלב 5 :

כיצד לבחור ציון וגודל ליבה אופטימליים:

זה עשוי להיראות די מאיים בעת בחירת מפרט הליבה והמבנה הנכונים אם אתה מעצב חזרה לראשונה. מכיוון שהדבר עשוי לכלול מספר משמעותי של גורמים ומשתנים שיש לקחת בחשבון. כמה מאלה שעשויים להיות מכריעים הם גיאומטריית הליבה (למשל ליבת EE / ליבת RM / ליבת PQ וכו '), ממד הליבה (למשל EE19, RM8 PQ20 וכו') וחומר הליבה (למשל 3C96. TP4, 3F3 וכו).

אם אתה חסר מושג לגבי אופן הפעולה עם המפרט הנ'ל, דרך יעילה להתמודד עם בעיה זו יכולה להיות הפניה ל מדריך לבחירת ליבה סטנדרטי על ידי יצרן הליבה, או שתוכלו גם לקחת את העזרה לטבלה הבאה, אשר נותנת לכם בערך את ממדי הליבה הסטנדרטיים בעת תכנון החזרת DCM 65kHz, בהתייחס לכוח המוצא.

לאחר שתסיים את בחירת גודל הליבה, הגיע הזמן לבחור את הסליל הנכון, שניתן לרכוש לפי גליון הנתונים הליבה. מאפיינים נוספים של הסליל כגון מספר סיכות, הרכבה על גבי PCB או SMD, מיקום אופקי או אנכי, כל אלה עשויים גם כן להיחשב כעיצוב המועדף.

חומר הליבה הוא גם מכריע ויש לבחור אותו על פי התדר, צפיפות השטף המגנטי ואיבודי הליבה.

ראשית תוכל לנסות גרסאות עם השם 3F3, 3C96 או TP4A, זכור ששמות חומר הליבה הזמין עשויים להיות שונים עבור סוגים זהים בהתאם לייצור המסוים.

כיצד לחשב מינימום סיבובים ראשוניים או סלילה

איפה המונח Bmax מסמל את צפיפות השטף המרבית ההפעלה, Lpri מספרת על ההשראות הראשונית, Ipri הופך לזרם השיא העיקרי, בעוד Ae מזהה את שטח החתך של סוג הליבה שנבחר.

יש לזכור כי לעולם אסור לאפשר ל- Bmax לחרוג מצפיפות השטף הרווי (Bsat) כמפורט בגיליון הנתונים של חומר הליבה. ייתכן שתמצא שונות ב- Bsat עבור ליבות פריט, בהתאם למפרט כגון סוג החומר והטמפרטורה, אולם לרוב אלה יהיה ערך קרוב ל -400 מטר.

אם אינך מוצא נתוני התייחסות מפורטים, אתה יכול ללכת עם Bmax של 300mT. למרות שבחירת Bmax גבוהה יותר עשויה לסייע במספר מופחת של סיבובים ראשוניים ובהולכה נמוכה יותר, אובדן הליבה עשוי לגדול משמעותית. נסה לבצע אופטימיזציה בין ערכי הפרמטרים הללו, כך שאובדן ליבה ואובדן נחושת שניהם נשמרים בגבולות מקובלים.

שלב 6:

כיצד לחשב את מספר הסיבובים עבור הפלט המשני הראשי (Ns) ואת תפוקות העזר השונות (Naux)

כדי לקבוע את הפניות המשניות ראשית עלינו למצוא את יחס הסיבוב (n), אותו ניתן לחשב באמצעות הנוסחה הבאה:

כאשר Np הוא הסיבובים הראשוניים, ו- Ns הוא מספר הסיבובים המשני, Vout מסמל את מתח המוצא, ו- VD אומר לנו לגבי ירידת המתח על פני הדיודה המשנית.

לצורך חישוב הסיבובים ליציאות העזר לערך Vcc רצוי, ניתן להשתמש בנוסחה הבאה:

פיתול עזר הופך להיות מכריע בכל ממירי ה- flyback לאספקת אספקת ההפעלה הראשונית ל- IC הבקרה. ספק VCC זה משמש בדרך כלל להפעלת IC המיתוג בצד הראשי ויכול להיות קבוע לפי הערך שניתן בגיליון הנתונים של ה- IC. אם החישוב נותן ערך שאינו מספר שלם, פשוט עגול אותו באמצעות הערך המספר השלם העליון בדיוק מעל למספר הלא שלם זה.

כיצד לחשב את גודל החוט עבור סלילת הפלט שנבחרה

על מנת לחשב נכון את גדלי החוטים עבור מספר המתפתלים, ראשית עלינו לברר את מפרט זרם ה- RMS עבור המסלול האינדיבידואלי.

ניתן לעשות זאת בנוסחאות הבאות:

כנקודת מוצא, ניתן להשתמש בצפיפות זרם של 150 עד 400 מיליליטר מעגלי לאמפר לקביעת מד החוט. הטבלה הבאה מציגה את ההפניה לבחירת מד החוט המתאים באמצעות 200M / A, לפי הערך הנוכחי של RMS. זה גם מראה לך את קוטר החוט ואת הבידוד הבסיסי עבור מד מגוון של חוטי נחושת סופר אמייל.

שלב 8:

בהתחשב בבניית השנאי ועיצוב התפתלות מפותל

לאחר שתסיים לקבוע את פרמטרי השנאי הנדונים לעיל, זה הופך להיות קריטי להעריך כיצד להתאים את ממד החוט ומספר הסיבובים בגודל ליבת השנאי המחושב, ואת הסיבולת שצוינה. כדי להשיג זאת בצורה אופטימלית עשויים להידרש מספר איטרציות או ניסויים לצורך אופטימיזציה של מפרט הליבה בהתייחס למדוד התיל ולמספר הסיבובים.

האיור הבא מציין את האזור המתפתל עבור נתון ליבת EE . בהתייחס לעובי התיל המחושב ולמספר הסיבובים עבור הסלילה האינדיבידואלית, ניתן יהיה להעריך בקירוב האם הפיתול יתאים לאזור המתפתל הזמין (w ו- h) או לא. אם הסלילה אינה מתאימה, אחד הפרמטרים שאינו מספר סיבובים, מד החוט או גודל הליבה, או יותר מפרמטר אחד עשוי לדרוש כיוונון עדין עד שהסלילה תתאים בצורה מיטבית.

הפריסה המתפתלת היא מכריעה מכיוון שביצועי העבודה ואמינות השנאי, תלויים בה משמעותית. מומלץ להשתמש בפריסה או במבנה סנדוויץ 'להתפתלות על מנת להגביל את דליפת ההשראות, כמצוין באיור 5.

גם על מנת לספק את כללי הבטיחות הבינלאומיים ולהתאים אותם, על העיצוב לכלול בידוד מספיק בידוד על פני השכבות הראשוניות והמשניות של סלילה. ניתן להבטיח זאת על ידי שימוש במבנה פצע שוליים, או באמצעות חוט משני בעל דירוג חוט מבודד משולש, כפי שמוצג באיור הבא בהתאמה.

שימוש בחוט מבודד משולש עבור סלילה משנית הופך לאפשרות הקלה יותר לאישור חוקי הבטיחות הבינלאומיים הנוגעים לעיצוב SMPS של flyback. עם זאת חוטים מחוזקים כאלה עשויים להיות בעלי עובי מעט גבוה יותר בהשוואה לגרסה הרגילה המחייבת את המתפתל לתפוס יותר מקום, ועשויים לדרוש מאמץ נוסף בכדי להתאים את הסיבית שנבחרה.

שלב 9

כיצד לתכנן את מעגל המהדק הראשי

ברצף המיתוג, במשך תקופות ה- OFF של המוספט, ספייק מתח גבוה בצורה של השראות דליפה מוחלף על פני ניקוז / המקור של המוספט, מה שעלול לגרום להתמוטטות שלגים, ובסופו של דבר לפגוע במוספט.

כדי להתמודד עם זה בדרך כלל מוגדר מעגל הידוק על פני סלילה ראשית, מה שמגביל באופן מיידי את הספייק הנוצר לערך נמוך יותר בטוח.

תוכלו למצוא כמה עיצובים של מעגלי הידוק אשר עשויים להיות משולבים למטרה זו, כפי שמוצג באיור הבא.

אלה הם מהדק RCD, ומהדק דיודה / זנר, שבו זה הרבה יותר קל להגדרה וליישום מאשר האפשרות הראשונה. במעגל מהדק זה אנו משתמשים בשילוב של דיודת מיישר ודיודת זנר במתח גבוה כגון TVS (מדכא מתח חולף) להידוק ספייק הזינוק.

הפונקציה של דיודת זנר הוא לקצץ או להגביל את ספייק המתח ביעילות עד שמתח הדליפה יעבור לחלוטין דרך דיודת זנר. היתרון של מהדק זנר דיודה הוא שהמעגל פועל ומהדק רק כאשר הערך המשולב של VR ו- Vspike עולה על מפרט ההתמוטטות של דיודת הזנר, ולהפך, כל עוד הספייק נמצא מתחת להתמוטטות זנר או לרמה בטוחה, ייתכן שהמהדק אינו מפעיל כלל, ואינו מאפשר פיזור כוח מיותר.

כיצד לבחור דיודה הידוק / ​​זנר

זה תמיד צריך להיות כפול מערכו של המתח המוחזר VR, או מתח הספייק המוערך.
דיודת המיישר צריכה להיות התאוששות מהירה במיוחד או דיודה מסוג שוטקי עם דירוג גבוה ממתח קישור DC מקסימלי.

לאפשרות החלופית של סוג הידוק RCD יש את החיסרון להאט את ה- dv / dt של ה- MOSFET. כאן פרמטר ההתנגדות של הנגד הופך להיות קריטי תוך הגבלת ספייק המתח. אם נבחר Rclamp בעל ערך נמוך זה ישפר את הגנת הדוקרן אך עשוי להגביר את הפיזור ובזבוז האנרגיה. לעומת זאת, אם נבחר Rclamp בעל ערך גבוה יותר, זה יעזור למזער פיזור אך לא יכול להיות יעיל כל כך ב מדכאים את הדוקרנים .

בהתייחס לאיור לעיל, כדי להבטיח VR = Vspike, ניתן להשתמש בנוסחה הבאה

איפה שדליק מסמל את ההשראות של השנאי, וניתן היה למצוא אותו באמצעות קצר חשמלי על הסלילה המשנית, או לחלופין, ניתן לשלב כלל אצבע על ידי החלת 2 עד 4% מערך ההשראה הראשוני.

במקרה זה הקבל Cclamp צריך להיות גדול באופן משמעותי כדי לעכב עליית מתח במהלך תקופת הקליטה של ​​אנרגיית הדליפה.

ניתן לבחור את הערך של Cclamp בין 100pF ל- 4.7nF, האנרגיה המאוחסנת בתוך קבלים זו תוזר ותתרענן על ידי Rclamp במהירות במהלך מחזור החלפת eacj.

שלב 10

כיצד לבחור דיודת מיישר פלט

ניתן לחשב זאת באמצעות הנוסחה המוצגת לעיל.

הקפד לבחור את המפרט כך שהמתח הפוך המרבי או ה- VRRM של הדיודה לא יפחת מ- 30% מה- VRVdiode, וכן וודא שמפרט ה- IF או המפולת הנוכחי של המפולת הוא מינימום 50% יותר מ- IsecRMS. רצוי ללכת על דיודת שוטקי כדי למזער את הפסדי ההולכה.

במעגל DCM זרם השיא של Flyback עשוי להיות גבוה, לכן נסה לבחור דיודה בעלת מתח קדימה נמוך יותר ומפרט זרם גבוה יחסית, בהתייחס לרמת היעילות הרצויה.

שלב 11

כיצד לבחור את ערך קבל הפלט

בחירת a קבל פלט מחושב נכון בעוד שתכנון של חזרה יכולה להיות מכריעה ביותר מכיוון שבטופולוגיה של חזרה אחורה אנרגיה אינדוקטיבית המאוחסנת אינה זמינה בין הדיודה לקבל, מה שמרמז על חישוב ערך הקבל על ידי בחינת 3 קריטריונים חשובים:

1) קיבוליות
2) ESR
3) זרם RMS

ניתן לזהות את הערך המינימלי האפשרי בהתאם לפונקציה של שיא מקסימלי מקובל למתח אדווה שיא שיא, וניתן לזהות אותו באמצעות הנוסחה הבאה:

כאשר Ncp מציין את מספר פעימות השעון הצדדי הראשי הנדרש על ידי משוב הבקרה לבקרת החובה מערכי המקסימום והמינימום שצוינו. בדרך כלל זה עשוי לדרוש כ -10 עד 20 מחזורי מיתוג.
Iout מתייחס לזרם המוצא המרבי (Iout = Poutmax / Vout).

כדי לזהות את ערך ה- RMS המרבי עבור קבל הפלט, השתמש בנוסחה הבאה:

עבור תדר מיתוג גבוה שצוין של ה- flyback, זרם השיא המרבי מהצד המשני של השנאי ייצור מתח אדווה גבוה בהתאמה, המוטל על פני ה- ESR המקביל של קבל המוצא. בהתחשב בכך יש לוודא כי דירוג ה- ESRmax של הקבל אינו עולה על יכולת זרם האדווה המקובל שצוין של הקבל.

התכנון הסופי עשוי לכלול באופן בסיסי את דירוג המתח הרצוי ויכולת זרם אדווה של הקבל, בהתבסס על היחס בפועל בין מתח המוצא והזרם שנבחר של ה- flyback.

וודא כי ה- ערך ESR נקבע מגליון הנתונים בהתבסס על התדר הגבוה מ -1 קילוהרץ, אשר בדרך כלל ניתן להניח שהוא בין 10kHz ל- 100kHz.

מעניין לציין שקבל בודד עם מפרט ESR נמוך עשוי להספיק בכדי לשלוט באדווה המוצא. אתה יכול לנסות לכלול מסנן LC קטן לזרמי שיא גבוהים יותר, במיוחד אם ה- flyback נועד לעבוד עם מצב DCM, מה שעשוי להבטיח בקרת מתח אדווה טובה למדי ביציאה.

שלב 12

שיקולים חשובים נוספים:

א) כיצד לבחור דירוג מתח וזרם, עבור מיישר הגשר הצדדי הראשי.

ניתן לעשות זאת באמצעות המשוואה הנ'ל.

בנוסחה זו PF מייצג גורם כוח באספקת החשמל, אנו יכולים להחיל 0.5 למקרה שהתייחסות נכונה תהיה מחוץ להישג יד. עבור מיישר הגשר בחר את הדיודות או את המודול עם דירוג מגבר קדימה פי 2 מאשר ה- IACRMS. לדירוג המתח ניתן לבחור ב 600 וולט למפרט קלט מקסימלי של 400 וולט.

ב) כיצד לבחור את הנגד הנוכחי לחישה (Rsense):

ניתן לחשב אותו באמצעות המשוואה הבאה. נגד החישה Rsense משולב כדי לפרש את ההספק המרבי בפלט ה- flyback. ניתן לקבוע את ערך ה- Vcsth על ידי התייחסות לגליון הנתונים של הבקר, Ip (מקסימום) מסמל את הזרם הראשי.

ג) בחירת ה- VCC של הקבל:

אופטימלי ערך קיבול חיוני כדי שקבל הקלט יניב תקופת הפעלה נכונה. בדרך כלל כל ערך בין 22uF ל 47uF עושה את העבודה יפה. עם זאת, אם זה נבחר נמוך בהרבה עלול לגרום להפעלת 'נעילת מתח תחתונה' על בקר ה- IC, לפני שה- Vcc יוכל להתפתח על ידי הממיר. נהפוך הוא, ערך קיבול גדול יותר עלול לגרום לעיכוב לא רצוי בזמן ההפעלה של הממיר.

בנוסף, וודא שקבל זה יהיה באיכות הטובה ביותר, עם מפרט ESR וזרם אדווה טוב מאוד, בקנה אחד עם הפלט מפרטי קבלים . מומלץ בחום לחבר קבלים בעלי ערך קטן יותר בסדר גודל של 100nF, במקביל לקבל הנדון לעיל, וכמה שיותר קרוב לפינונים של Vcc / הקרקע של הבקר.

ד) קביעת תצורה של לולאת המשוב:

פיצוי לולאת משוב הופך להיות חשוב כדי לעצור את יצירת התנודה. קביעת התצורה של פיצוי לולאה יכולה להיות פשוטה יותר להחזרת מצב DCM מאשר CCM, בגלל היעדר 'חצי אפס ימני' בשלב ההספק ולכן לא נדרש פיצוי.

כפי שצוין באיור לעיל RC פשוט (Rcomp, Ccomp) הופך לרוב למספיק כדי לשמור על יציבות טובה על פני הלולאה. באופן כללי ניתן לבחור ערך Rcomp בין 1K ל- 20K, בעוד ש- Ccomp יכול להיות בטווח של 100nF ו- 470pF.

זה מסכם את הדיון המורכב שלנו כיצד לתכנן ולחשב ממיר flyback. אם יש לך הצעות או שאלות כלשהן, אתה יכול להעלות אותן בתיבת ההערות הבאה, השאלות שלך יענו בהקדם האפשרי.

דרך ארץ: אינפיניון