Cara Merangka Penukar Flyback - Tutorial Komprehensif

Konfigurasi flyback adalah topologi yang disukai dalam reka bentuk aplikasi SMPS terutamanya kerana ia menjamin pengasingan lengkap DC output dari input utama AC. Ciri-ciri lain termasuk kos pembuatan yang rendah, reka bentuk yang lebih sederhana dan pelaksanaan yang tidak rumit. Penukar flyback versi DCM semasa rendah yang merangkumi spesifikasi output yang lebih rendah daripada 50 watt lebih banyak digunakan berbanding rakan arus tinggi yang lebih besar.

Mari pelajari perinciannya dengan penjelasan yang komprehensif melalui perenggan berikut:

Panduan Reka Bentuk Komprehensif untuk Penukar Flyback DCM Frekuensi Tetap Luar Talian

Mod Operasi Flyback: DCM dan CCM

Di bawah ini kita melihat reka bentuk skematik asas penukar flyback. Bahagian utama dalam reka bentuk ini adalah pengubah, kuasa beralih mosfet Q1 di sisi utama, penyearah jambatan di sisi sekunder D1, a kapasitor penapis untuk melicinkan output dari D1, dan tahap pengawal PWM yang mungkin litar terkawal IC.

Reka bentuk flyback jenis ini dapat memiliki operasi CCM (modus konduksi berterusan) atau DCM (mod konduksi berterusan) berdasarkan bagaimana kekuatan MOSFET T1 dikonfigurasi.

Pada dasarnya, dalam mod DCM kita mempunyai seluruh tenaga elektrik yang tersimpan di transformer primer yang dipindahkan ke seluruh sisi sekunder setiap kali MOSFET dimatikan semasa kitaran pensuisannya (juga disebut tempoh flyback), yang membawa kepada arus sisi primer mencapai potensi sifar sebelum T1 dapat menghidupkan semula dalam kitaran beralih seterusnya.

Dalam mod CCM, tenaga elektrik yang tersimpan di primer tidak berpeluang untuk dipindahkan sepenuhnya atau digerakkan di sekunder.

Ini kerana, setiap pulsa beralih dari pengawal PWM menghidupkan T1 sebelum pengubah telah memindahkan tenaga yang disimpan penuh ke beban. Ini menunjukkan bahawa arus balik (ILPK dan ISEC) tidak pernah dibenarkan mencapai potensi sifar selama setiap kitaran beralih.

Kita dapat menyaksikan perbezaan antara dua mod operasi dalam rajah berikut melalui corak bentuk gelombang semasa di bahagian primer dan sekunder transformer.

Kedua-dua mod DCM dan CCM mempunyai kelebihan khusus mereka, yang dapat dipelajari dari jadual berikut:

Berbanding dengan CCM, litar mod DCM menuntut tahap arus puncak yang lebih tinggi untuk memastikan daya optimum merentasi sisi sekunder transformer. Ini seterusnya menuntut sisi utama dinilai pada arus RMS yang lebih tinggi, yang bermaksud MOSFET perlu dinilai pada julat yang lebih tinggi yang ditentukan.

Dalam kes di mana reka bentuk diperlukan untuk dibina dengan rangkaian arus input dan komponen yang terhad, biasanya fyback mod CCM dipilih, yang membolehkan reka bentuk menggunakan kapasitor penapis yang lebih kecil, dan kehilangan konduksi yang lebih rendah pada MOSFET dan transformer).

CCM menjadi baik untuk keadaan di mana voltan input lebih rendah, sementara arus lebih tinggi (lebih dari 6 ampere), reka bentuk yang mungkin dinilai berfungsi dengan lebih Kuasa 50 watt , kecuali untuk output pada 5V di mana spesifikasi wattnya mungkin lebih rendah dari 50 watt.

Gambar di atas menunjukkan tindak balas semasa di sisi utama mod flyback dan hubungan yang sesuai antara bentuk gelombang segitiga dan trapezoid mereka.

IA pada bentuk gelombang segitiga menunjukkan titik permulaan minimum yang boleh dilihat sebagai sifar, pada permulaan tempoh ON ON MOSFET, dan juga tahap puncak arus yang lebih tinggi yang berterusan dalam penggulungan utama pengubah pada masa sehingga MOSFET dihidupkan semula, semasa mod operasi CCM.

IB boleh dianggap sebagai titik akhir magnitud semasa semasa mosfet suis dihidupkan (selang Ton).

Nilai arus normal IRMS dapat dilihat sebagai fungsi faktor K (IA / IB) di atas paksi Y.

Ini boleh digunakan sebagai pengganda setiap kali kerugian resistif perlu dihitung untuk sebilangan besar bentuk gelombang dengan merujuk kepada bentuk gelombang trapezoid yang mempunyai bentuk gelombang atas rata.

Ini juga menunjukkan kerugian pengaliran DC yang tidak dapat dielakkan dari penggulungan pengubah dan transistor atau dioda sebagai fungsi bentuk gelombang semasa. Dengan menggunakan nasihat ini, pereka akan dapat mencegah sebanyak 10 hingga 15% kerugian konduksi dengan reka bentuk penukar yang dikira dengan baik.

Mengingat kriteria di atas mungkin menjadi sangat penting bagi aplikasi yang dirancang untuk menangani arus RMS yang tinggi, dan menuntut kecekapan yang optimum sebagai ciri utama.

Adalah mungkin untuk menghilangkan kerugian tembaga tambahan, walaupun itu mungkin menuntut sesuatu yang luar biasa ukuran teras untuk menampung kawasan tingkap berliku yang lebih besar, berbeza dengan situasi di mana hanya spesifikasi teras menjadi penting.

Seperti yang kita fahami sejauh ini, modus operasi DCM memungkinkan penggunaan transformer bersaiz lebih rendah, mempunyai tindak balas sementara yang lebih besar dan berfungsi dengan kehilangan suis minimum.

Oleh itu mod ini menjadi sangat disyorkan untuk litar flyback yang ditentukan untuk voltan keluaran yang lebih tinggi dengan keperluan ampere yang lebih rendah.

Walaupun mungkin untuk merancang penukar flyback untuk berfungsi dengan mod DCM dan juga CCM, satu perkara mesti diingat bahawa semasa peralihan dari mod DCM ke CCM, fungsi peralihan ini berubah menjadi operasi 2-tiang, sehingga menyebabkan rendah impedans untuk penukar.

Keadaan ini menjadikannya penting untuk memasukkan strategi reka bentuk tambahan, termasuk pelbagai gelung (maklum balas) dan pampasan cerun berkenaan dengan sistem gelung arus dalaman. Secara praktikal ini menunjukkan bahawa kita harus memastikan bahawa penukar dirancang terutamanya untuk mod CCM, namun dapat berfungsi dengan mod DCM apabila beban yang lebih ringan digunakan pada output.

Mungkin menarik untuk diketahui bahawa dengan menggunakan model transformer canggih, mungkin dapat meningkatkan penukar CCM melalui peraturan beban yang lebih bersih dan lebih ringan, serta peraturan silang tinggi pada pelbagai beban melalui pengubah step-gap-step.

Dalam kes sedemikian, jurang inti kecil ditegakkan dengan memasukkan elemen luaran seperti pita penebat atau kertas, untuk mendorong induktansi tinggi pada mulanya, dan juga memungkinkan operasi CCM dengan beban yang lebih ringan. Kami akan membincangkan perkara ini dengan terperinci pada masa-masa lain artikel saya yang seterusnya.

Mempunyai ciri-ciri mod DCM yang serba boleh, tidak hairanlah ini menjadi pilihan paling popular apabila SMPS bebas gangguan, cekap dan berkuasa rendah diperlukan untuk dirancang.

Berikut ini kita akan mempelajari arahan langkah demi langkah mengenai cara merancang penukar flyback mod DCM.

Persamaan Reka Bentuk DCM Flyback dan Keperluan Keputusan Berurutan

Langkah 1:
Menilai dan mengira keperluan reka bentuk anda. Semua Reka bentuk SMPS mesti bermula dengan menilai dan menentukan spesifikasi sistem. Anda perlu menentukan dan memperuntukkan parameter berikut:

Kami tahu bahawa parameter kecekapan adalah yang penting yang harus diputuskan terlebih dahulu, cara termudah adalah dengan menetapkan sasaran sekitar 75% hingga 80%, walaupun reka bentuk anda adalah reka bentuk kos rendah. Frekuensi beralih dilambangkan sebagai

Fsw umumnya harus dikompromikan sambil mendapatkan yang terbaik dari ukuran pengubah dan kerugian yang ditanggung kerana beralih, dan EMI. Yang bermaksud seseorang mungkin perlu memutuskan frekuensi beralih sekurang-kurangnya di bawah 150kHz. Biasanya ini boleh dipilih antara julat 50kHz dan 100kHz.

Selanjutnya, sekiranya lebih dari satu output disertakan untuk reka bentuk, nilai daya maksimum Pout perlu disesuaikan sebagai nilai gabungan dari dua output tersebut.

Anda mungkin menarik untuk mengetahui bahawa sehingga akhir-akhir ini reka bentuk SMPS konvensional yang paling popular mempunyai mosfet dan Pengawal pensuisan PWM sebagai dua tahap terpencil yang berbeza, disatukan bersama dengan susun atur PCB, tetapi pada masa ini di unit SMPS moden kedua tahap ini dapat dijumpai di dalam satu bungkusan dan dihasilkan sebagai satu IC.

Terutama, parameter yang biasanya dipertimbangkan semasa merancang penukar SMPS flyback adalah 1) Aplikasi atau spesifikasi beban, 2) Kos 3) Daya siap sedia, dan 4) Ciri perlindungan tambahan.

Apabila IC tertanam digunakan, biasanya perkara menjadi lebih mudah, kerana ia hanya memerlukan pengubah dan beberapa komponen pasif luaran untuk dikira untuk merancang penukar flyback yang optimum.

Mari kita perhatikan perincian mengenai pengiraan yang terlibat untuk merancang SMPS flaback.

Mengira Input Capacitor Cin, dan Input DC Voltage Range

Bergantung pada voltan masukan dan spesifikasi daya, peraturan standard untuk memilih Cin yang juga disebut sebagai kapasitor pautan DC dapat dipelajari dari penjelasan berikut:

Untuk memastikan rangkaian operasi yang luas, nilai 2uF per watt atau lebih tinggi dapat dipilih untuk kapasitor pautan DC, yang akan membolehkan anda memiliki julat kualiti yang baik untuk komponen ini.

Seterusnya, mungkin diperlukan untuk menentukan voltan input DC minimum yang mungkin diperoleh dengan menyelesaikan:

Di mana pelepasan menjadi nisbah tugas kapasitor pautan DC, yang kira-kira sekitar 0.2

Dalam gambar di atas kita dapat menggambarkan voltan kapasitor pautan DC. Seperti yang ditunjukkan, voltan input timbul semasa daya output maksimum dan voltan AC input minimum, sedangkan voltan input DC maksimum timbul semasa daya input minimum (ketiadaan beban) dan semasa voltan AC input maksimum.

Semasa tidak ada beban, kita dapat melihat voltan input DC maksimum, di mana kapasitor mengenakan cas pada tahap puncak voltan input AC, dan nilai-nilai ini dapat dinyatakan dengan persamaan berikut:

Langkah 3:

Menilai VR voltan teraruh Flyback, dan tegangan voltan maksimum pada MOSFET VDS. Vly voltan yang diinduksi Flyback dapat difahami sebagai voltan yang diinduksi melintasi sisi utama transformer ketika mosfet Q1 berada dalam keadaan OFF.

Fungsi di atas seterusnya mempengaruhi penilaian VDS maksimum mosfet, yang dapat disahkan dan dikenal pasti dengan menyelesaikan persamaan berikut:

Di mana, Vspike adalah lonjakan voltan yang dihasilkan kerana aruhan kebocoran pengubah.

Sebagai permulaan, 30% Vspike dari VDSmax dapat diambil.

Senarai berikut memberitahu kita berapa banyak voltan terpantul atau voltan teraruh yang disyorkan untuk MOSFET berkadar 650V hingga 800V, dan mempunyai nilai had awal VR lebih rendah daripada 100V untuk julat voltan masukan yang diharapkan.

Memilih VR yang tepat boleh menjadi tawar-menawar antara tahap tegangan voltan atas penyearah sekunder, dan spesifikasi mosfet sisi utama.

Sekiranya VR dipilih sangat tinggi melalui peningkatan nisbah putaran, akan menimbulkan VDSmax yang lebih besar, tetapi tahap tegangan voltan yang lebih rendah pada diod sisi sekunder.

Dan jika VR dipilih terlalu kecil melalui nisbah putaran yang lebih kecil, akan menyebabkan VDSmax menjadi lebih kecil, tetapi akan mengakibatkan peningkatan pada tahap tekanan pada diod sekunder.

VDSmax sisi utama yang lebih besar akan memastikan bukan sahaja tahap tekanan yang lebih rendah pada diod sisi sekunder dan pengurangan arus primer, tetapi juga akan membolehkan reka bentuk yang menjimatkan kos dilaksanakan.

Balik balik dengan Mod DCM

Cara Mengira Dmax bergantung pada Vreflected dan Vinmin

Kitaran tugas maksimum boleh diharapkan pada kejadian VDCmin. Untuk keadaan ini, kami mungkin merancang transformer di sepanjang ambang DCM dan CCM. Dalam hal ini kitaran tugas dapat ditunjukkan sebagai:

Langkah 4:

Cara Mengira Aruhan Induktansi Utama

Dalam langkah ini kita akan mengira induktansi primer dan arus puncak primer.

Rumus berikut dapat digunakan untuk mengenal pasti arus puncak utama:

Setelah perkara di atas dapat dicapai, kita dapat terus maju dan menghitung induktansi utama menggunakan formula berikut, dalam batas kitaran tugas maksimum.

Perhatian mesti diambil mengenai flyback, ia tidak boleh masuk ke mod CCM kerana adanya bentuk keadaan pemuatan yang berlebihan, dan untuk spesifikasi daya maksimum ini harus dipertimbangkan ketika mengira Poutmax dalam Persamaan # 5. Keadaan yang disebutkan juga dapat terjadi sekiranya induktansi meningkat melebihi nilai Lprimax, jadi perhatikan hal ini.

Langkah5 :

Cara Memilih Gred dan Saiz Teras Optimum:

Mungkin kelihatan menakutkan ketika memilih spesifikasi dan struktur inti yang betul jika anda merancang flyback untuk pertama kalinya. Oleh kerana ini mungkin melibatkan sebilangan besar faktor dan pemboleh ubah yang perlu dipertimbangkan. Beberapa perkara yang mungkin penting adalah geometri teras (contohnya inti EE / teras RM / teras PQ dan lain-lain), dimensi teras (contohnya EE19, RM8 PQ20 dan lain-lain), dan bahan teras (mis. 3C96. TP4, 3F3 dan lain-lain).

Sekiranya anda tidak tahu bagaimana untuk meneruskan spesifikasi di atas, cara yang berkesan untuk mengatasi masalah ini adalah dengan merujuk a panduan pemilihan teras standard oleh pengeluar teras, atau anda juga boleh mendapatkan bantuan ke jadual berikut yang secara kasar memberi anda dimensi teras standard semasa merancang flyback DCM 65kHz, dengan merujuk kepada daya output.

Setelah anda selesai dengan pemilihan ukuran inti, saatnya untuk memilih bobbin yang betul, yang dapat diperoleh sesuai dengan lembar data inti. Sifat tambahan gelendong seperti bilangan pin, pemasangan PCB atau SMD, kedudukan mendatar atau menegak semua ini juga perlu dipertimbangkan sebagai reka bentuk pilihan

Bahan inti juga penting dan mesti dipilih berdasarkan kekerapan, ketumpatan fluks magnetik, dan kehilangan teras.

Sebagai permulaan, anda boleh mencuba varian dengan nama 3F3, 3C96, atau TP4A, ingat nama bahan inti yang tersedia mungkin berbeza untuk jenis yang serupa bergantung pada pembuatan tertentu.

Cara Mengira Putaran atau Penggulungan Primer Minimum

Di mana istilah Bmax menandakan kepadatan fluks maksimum operasi, Lpri memberitahu anda tentang induktansi utama, Ipri menjadi arus puncak utama, sementara Ae mengenal pasti luas keratan rentas jenis teras yang dipilih.

Perlu diingat bahawa Bmax tidak boleh dibenarkan melebihi ketumpatan fluks tepu (Bsat) seperti yang dinyatakan dalam lembar data bahan inti. Anda mungkin menemui sedikit perbezaan dalam Bsat untuk teras ferit bergantung pada spesifikasi seperti jenis bahan dan suhu namun sebahagian besar daripadanya akan mempunyai nilai hampir 400mT.

Sekiranya anda tidak menemui data rujukan terperinci, anda boleh menggunakan Bmax 300mT. Walaupun memilih Bmax yang lebih tinggi dapat membantu mengurangkan bilangan giliran utama dan pengaliran yang lebih rendah, kehilangan teras dapat meningkat dengan ketara. Cubalah untuk mengoptimumkan antara nilai parameter ini, sehingga kehilangan teras dan kehilangan tembaga keduanya berada dalam had yang boleh diterima.

Langkah 6:

Cara Mengira jumlah putaran untuk output sekunder utama (Ns) dan output tambahan yang lain (Naux)

Untuk tentukan giliran sekunder pertama kita perlu mencari nisbah giliran (n), yang dapat dikira menggunakan formula berikut:

Di mana Np adalah putaran utama, dan Ns adalah bilangan putaran sekunder, Vout menandakan voltan output, dan VD memberitahu kita mengenai penurunan voltan merentasi diod sekunder.

Untuk mengira putaran untuk output tambahan untuk nilai Vcc yang diinginkan, formula berikut dapat digunakan:

Penggulungan tambahan menjadi penting dalam semua penukar flyback untuk membekalkan bekalan permulaan awal ke IC kawalan. VCC bekalan ini biasanya digunakan untuk menghidupkan IC beralih di sisi primer dan dapat diperbaiki sesuai dengan nilai yang diberikan dalam lembar data IC. Sekiranya pengiraan memberikan nilai bukan bilangan bulat, cukup bulatkan dengan menggunakan nilai bilangan bulat atas tepat di atas nombor tidak bulat ini.

Cara Mengira ukuran wayar untuk penggulungan output yang dipilih

Untuk mengira ukuran wayar untuk beberapa belitan dengan betul, pertama kita perlu mengetahui spesifikasi semasa RMS untuk penggulungan individu.

Ia boleh dilakukan dengan formula berikut:

Sebagai titik permulaan, ketumpatan arus 150 hingga 400 mil bulat per Ampere, dapat digunakan untuk menentukan tolok wayar. Jadual berikut menunjukkan rujukan untuk memilih tolok wayar yang sesuai menggunakan 200M / A, mengikut nilai semasa RMS. Ini juga menunjukkan kepada anda diameter wayar dan penebat asas untuk pengukur pelbagai wayar tembaga super enamel.

Langkah 8:

Memandangkan pembinaan pengubah dan Iterasi reka bentuk Penggulungan

Setelah anda selesai menentukan parameter transformer yang dibincangkan di atas, adalah penting untuk menilai bagaimana menyesuaikan dimensi wayar dan bilangan putaran dalam ukuran teras transformer yang dikira, dan bobbin yang ditentukan. Untuk mendapatkan hak ini secara optimum mungkin diperlukan beberapa iterasi atau eksperimen untuk mengoptimumkan spesifikasi inti dengan merujuk kepada tolok wayar dan jumlah putaran.

Gambar berikut menunjukkan kawasan berliku untuk suatu yang tertentu Teras EE . Dengan merujuk kepada ketebalan wayar yang dikira dan bilangan lilitan untuk penggulungan individu, mungkin untuk menganggarkan kira-kira sama ada penggulungan akan sesuai dengan kawasan belitan yang tersedia (w dan h) atau tidak. Sekiranya belitan tidak menampung maka salah satu parameter dari jumlah putaran, tolok wayar atau ukuran teras, atau lebih dari 1 parameter mungkin memerlukan sedikit penyesuaian sehingga penggulungan sesuai dengan optimum.

Susun atur penggulungan sangat penting kerana prestasi kerja, dan kebolehpercayaan pengubah, sangat bergantung padanya. Dianjurkan untuk menggunakan tata letak sandwic atau struktur untuk penggulungan untuk membatasi kebocoran induktansi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar5.

Juga untuk memenuhi dan mematuhi peraturan keselamatan antarabangsa, reka bentuk mestilah mempunyai penebat yang mencukupi di lapisan berliku primer dan sekunder. Ini dapat dijamin dengan menggunakan struktur luka-margin, atau dengan menggunakan wayar sekunder yang mempunyai peringkat wayar bertebat tiga, seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut

Menggunakan wayar bertebat tiga untuk belitan sekunder menjadi pilihan yang lebih mudah untuk dengan cepat mengesahkan undang-undang keselamatan antarabangsa mengenai reka bentuk flyback SMPS. Walau bagaimanapun, kabel yang diperkuat itu mungkin mempunyai ketebalan yang sedikit lebih tinggi berbanding dengan varian normal yang memaksa belitan menempati lebih banyak ruang, dan mungkin memerlukan usaha tambahan untuk menampung di dalam tong terpilih.

Langkah 9

Cara merancang Litar Penjepit Utama

Dalam urutan pengalihan, untuk masa OFF mosfet, lonjakan voltan tinggi dalam bentuk induktansi kebocoran berlaku di saliran / sumber mosfet, yang mungkin mengakibatkan kerusakan longsoran, akhirnya merosakkan mosfet.

Untuk mengatasi ini, litar pengapit biasanya dikonfigurasi melintasi belitan primer, yang dengan serta-merta menghadkan lonjakan yang dihasilkan ke beberapa nilai yang lebih rendah yang selamat.

Anda akan menemui beberapa reka bentuk litar pengapit yang mungkin digabungkan untuk tujuan ini seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut.

Ini adalah penjepit RCD, dan penjepit Diode / Zener, di mana yang terakhir lebih mudah dikonfigurasi dan dilaksanakan daripada pilihan pertama. Dalam litar pengapit ini kita menggunakan gabungan diod penyearah dan diod Zener voltan tinggi seperti TVS (penekan voltan sementara) untuk menjepit lonjakan lonjakan.

Fungsi dari Diod Zener adalah dengan klip atau had lonjakan voltan dengan cekap sehingga voltan kebocoran dijauhi sepenuhnya melalui diod Zener. Kelebihan pengapit Zener diod adalah litar mengaktifkan dan mengepit hanya apabila nilai gabungan VR dan Vspike melebihi spesifikasi pemecahan diod Zener, dan sebaliknya, selagi lonjakan berada di bawah pemecahan Zener atau tahap selamat, pengapit mungkin tidak mencetuskan sama sekali, tidak membenarkan pelesapan kuasa yang tidak perlu.

Cara Memilih Penilaian Diod Pengapit / Zener

Nilai VR voltan terpantul harus selalu dua kali ganda, atau voltan lonjakan yang diandaikan.
Diod penyearah mestilah pemulihan yang sangat cepat atau jenis dioda schottky yang mempunyai penarafan lebih tinggi daripada voltan pautan DC maksimum.

Pilihan alternatif jenis penjepit RCD mempunyai kelemahan melambatkan dv / dt MOSFET. Di sini parameter rintangan perintang menjadi penting sambil mengehadkan lonjakan voltan. Sekiranya Rclamp bernilai rendah dipilih, ia akan meningkatkan perlindungan lonjakan tetapi dapat meningkatkan penyebaran dan membuang tenaga. Sebaliknya, jika nilai Rclamp yang lebih tinggi dipilih, itu akan membantu mengurangkan penyebaran tetapi mungkin tidak begitu berkesan dalam menekan lonjakan .

Merujuk pada gambar di atas, untuk memastikan VR = Vspike, formula berikut dapat digunakan

Di mana Lleak menandakan induktansi transformer, dan dapat ditemukan dengan membuat litar pintas melintasi belitan sekunder, atau sebagai alternatif, nilai aturan praktis dapat dimasukkan dengan menerapkan 2 hingga 4% dari nilai induktansi primer.

Dalam hal ini kapasitor Cclamp harus besar menghalang kenaikan voltan semasa tempoh penyerapan tenaga kebocoran.

Nilai Cclamp dapat dipilih antara 100pF hingga 4.7nF, tenaga yang tersimpan di dalam kapasitor ini akan habis dan disegarkan oleh Rclamp dengan cepat semasa kitaran pensuisan eacj.

Langkah10

Bagaimana Memilih Output Rectifier Diode

Ini boleh dikira menggunakan formula yang ditunjukkan di atas.

Pastikan untuk memilih spesifikasi sedemikian rupa sehingga voltan terbalik maksimum atau VRRM dioda tidak kurang dari 30% daripada VRVdiode, dan juga memastikan bahawa spesifikasi arus hadapan IF atau longsor minimum 50% lebih besar daripada IsecRMS. Sebaiknya cari dioda schottky untuk mengurangkan kerugian konduksi.

Dengan litar DCM arus puncak Flyback mungkin tinggi, oleh itu cuba pilih dioda yang mempunyai voltan ke hadapan yang lebih rendah dan spesifikasi arus yang relatif lebih tinggi, berkenaan dengan tahap kecekapan yang diinginkan.

Langkah11

Cara Memilih Nilai Kapasitor Keluaran

Memilih a kapasitor output yang dikira dengan betul semasa merancang flyback boleh menjadi sangat penting, kerana dalam topologi flyback tenaga induktif yang tersimpan tidak tersedia antara dioda dan kapasitor, yang menyiratkan nilai kapasitor perlu dikira dengan mempertimbangkan 3 kriteria penting:

1) Keupayaan
2) ESR
3) RMS semasa

Nilai minimum yang mungkin dapat dikenal pasti bergantung pada fungsi voltan riak puncak hingga puncak maksimum yang dapat diterima, dan dapat dikenal pasti melalui formula berikut:

Di mana Ncp menandakan bilangan denyutan jam sisi utama yang diperlukan oleh maklum balas kawalan untuk mengawal tugas dari nilai maksimum dan minimum yang ditentukan. Ini biasanya memerlukan sekitar 10 hingga 20 kitaran beralih.
Iout merujuk kepada arus keluaran maksimum (Iout = Poutmax / Vout).

Untuk mengenal pasti nilai RMS maksimum untuk kapasitor output, gunakan formula berikut:

Untuk frekuensi pertukaran tinggi flyback yang ditentukan, arus puncak maksimum dari sisi sekunder transformer akan menghasilkan voltan riak yang sesuai, yang dikenakan di ESR setara kapasitor output. Dengan mempertimbangkan hal ini, mesti dipastikan bahawa penarafan ESRmax kapasitor tidak melebihi keupayaan arus riak yang boleh diterima dari kapasitor.

Reka bentuk akhir pada asasnya merangkumi penarafan voltan yang diinginkan, dan keupayaan arus riak kapasitor, berdasarkan nisbah sebenar voltan output dan arus arus balik yang dipilih.

Pastikan bahawa Nilai ESR ditentukan dari lembar data berdasarkan frekuensi lebih tinggi dari 1kHz, yang biasanya dianggap antara 10kHz hingga 100kHz.

Menarik untuk diperhatikan bahawa kapasitor soliter dengan spesifikasi ESR rendah mungkin cukup untuk mengawal riak output. Anda boleh mencuba menyertakan penapis LC kecil untuk arus puncak yang lebih tinggi, terutama jika flyback dirancang untuk berfungsi dengan mod DCM, yang mungkin menjamin kawalan voltan riak yang cukup baik pada output.

Langkah12

Pertimbangan Penting Lebih Lanjut:

A) Cara Memilih penilaian Voltan dan Semasa, untuk penerus Jambatan sisi Utama.

Ia dapat dilakukan melalui persamaan di atas.

Dalam formula ini PF bermaksud faktor kuasa dari bekalan kuasa, kita dapat menggunakan 0,5 jika rujukan yang tepat tidak dapat dijangkau. Untuk penerus jambatan pilih dioda atau modul yang mempunyai penarafan amp ke hadapan 2 kali lebih tinggi daripada IACRMS. Untuk penilaian voltan, ia dapat dipilih pada 600V untuk spesifikasi input maksimum 400V AC.

B) Cara Memilih Perintang Rasa Semasa (Rsense):

Ia boleh dikira dengan persamaan berikut. Perintang penginderaan Rsense digabungkan untuk menafsirkan daya maksimum pada output flyback. Nilai Vcsth dapat ditentukan dengan merujuk pada lembar data IC pengawal, Ip (maks) menandakan arus utama.

C) Memilih VCC Kapasitor:

Yang optimum nilai kapasitans sangat penting bagi kapasitor input untuk membuat tempoh permulaan yang tepat. Biasanya apa-apa nilai antara 22uF hingga 47uF melakukan pekerjaan dengan baik. Namun jika ini dipilih jauh lebih rendah dapat mengakibatkan pemicu 'penguncian voltan di bawah' pada IC pengawal, sebelum Vcc dapat dikembangkan oleh penukar. Sebaliknya, nilai kapasitansi yang lebih besar boleh menyebabkan kelewatan masa permulaan penukar yang tidak diingini.

Selain itu, pastikan kapasitor ini berkualiti, mempunyai spesifikasi semasa ESR dan riak yang sangat baik, setara dengan output spesifikasi kapasitor . Sangat disarankan untuk menyambungkan kapasitor nilai lain yang lebih kecil dalam urutan 100nF, selari dengan kapasitor yang dibincangkan di atas, dan sedekat mungkin dengan pin ICcc / ground pengawal.

D) Mengkonfigurasi Gelung Maklum Balas:

Pampasan gelung maklum balas menjadi penting untuk menghentikan penjanaan ayunan. Mengkonfigurasi gelung pampasan boleh lebih mudah untuk flyback mod DCM daripada CCM, kerana tidak adanya 'satah separuh kanan' di tahap kuasa dan oleh itu tidak diperlukan pampasan.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, RC langsung (Rcomp, Ccomp) sebagian besar menjadi cukup untuk menjaga kestabilan yang baik di seluruh gelung. Secara umum nilai Rcomp dapat dipilih antara 1K dan 20K, sementara Ccomp mungkin berada dalam julat 100nF dan 470pF.

Ini menyimpulkan perbincangan terperinci kami mengenai bagaimana merancang dan mengira penukar flyback, jika anda mempunyai cadangan atau pertanyaan, anda boleh mengemukakannya di kotak komen berikut, soalan anda akan dijawab secepat mungkin.

Dengan hormat: Infineon