Как разработать обратный преобразователь - подробное руководство

Попробуйте наш инструмент устранения неполадок





Конфигурация с обратным ходом является предпочтительной топологией при разработке приложений SMPS главным образом потому, что она гарантирует полную изоляцию выходного постоянного тока от входного переменного тока сети. Другие особенности включают низкую стоимость производства, более простой дизайн и несложную реализацию. Слаботочные DCM-версии обратноходовых преобразователей с выходной мощностью менее 50 Вт используются более широко, чем более сильноточные аналоги.

Давайте узнаем подробности с исчерпывающим объяснением в следующих абзацах:



Подробное руководство по проектированию автономного обратноходового преобразователя постоянного тока с фиксированной частотой

Обратные режимы работы: DCM и CCM

Ниже мы видим принципиальную схему обратного преобразователя. Основными частями этой конструкции являются трансформатор, импульсный МОП-транзистор Q1 на первичной стороне, мостовой выпрямитель на вторичной стороне D1, a конденсатор фильтра для сглаживания выход из D1 и каскад контроллера ШИМ, который может быть схемой, управляемой ИС.

базовая конфигурация обратного хода

Этот тип конструкции с обратным ходом может иметь режим CCM (режим непрерывной проводимости) или DCM (режим прерывистой проводимости) в зависимости от конфигурации силового полевого МОП-транзистора T1.



По сути, в режиме DCM вся электрическая энергия, запасенная в первичной обмотке трансформатора, передается через вторичную сторону каждый раз, когда полевой МОП-транзистор выключается во время его циклов переключения (также называемого периодом обратного хода), что приводит к достижению током первичной стороны нулевого потенциала. прежде чем Т1 сможет снова включиться в следующем цикле переключения.

В режиме CCM электрическая энергия, запасенная в первичной обмотке, не может полностью передаваться или индуцироваться во вторичной обмотке.

Это связано с тем, что каждый из последующих коммутационных импульсов от контроллера ШИМ включает T1 до того, как трансформатор передаст всю свою запасенную энергию нагрузке. Это означает, что обратный ток (ILPK и ISEC) никогда не может достигать нулевого потенциала во время каждого из циклов переключения.

Разницу между двумя режимами работы можно увидеть на следующей диаграмме по шаблонам формы волны тока в первичной и вторичной частях трансформатора.

DCM Сигналы CCM

И режимы DCM, и CCM имеют свои особые преимущества, о которых можно узнать из следующей таблицы:

сравнение режимов DCM и CCM

По сравнению с CCM, схема режима DCM требует более высоких уровней пикового тока, чтобы обеспечить оптимальную мощность на вторичной стороне трансформатора. Это, в свою очередь, требует, чтобы первичная сторона была рассчитана на более высокий среднеквадратичный ток, а это означает, что МОП-транзистор должен быть рассчитан на указанный более высокий диапазон.

В случаях, когда требуется, чтобы конструкция была построена с ограниченным диапазоном входного тока и компонентов, обычно выбирается режим обратной связи CCM, что позволяет использовать в конструкции относительно меньший конденсатор фильтра и меньшие потери проводимости на MOSFET и трансформаторе).

CCM становится подходящим для условий, когда входное напряжение ниже, а ток выше (более 6 ампер), конструкции, которые могут быть рассчитаны на работу с более чем Мощность 50 ватт , за исключением выходов на 5 В, где номинальная мощность может быть ниже 50 Вт.

Изображение выше показывает текущий отклик на первичной стороне обратных режимов и соответствующее соотношение между их треугольной и трапецеидальной формами сигналов.

IA на треугольной форме волны указывает минимальную точку инициализации, которая может рассматриваться как ноль, в начале периода включения полевого МОП-транзистора, а также более высокий пиковый уровень тока, сохраняющийся в первичной обмотке трансформатор в то время, пока MOSFET не будет снова включен, во время режима работы CCM.

IB можно воспринимать как точку финиша нынешней величины, в то время как mosfet переключатель включен (интервал тонны).

Нормализованное значение тока IRMS можно рассматривать как функцию коэффициента K (IA / IB) по оси Y.

Его можно использовать в качестве умножителя всякий раз, когда необходимо рассчитать резистивные потери для заданного количества форм волны относительно трапециевидной формы волны, имеющей плоскую верхнюю форму волны.

Это также демонстрирует дополнительные неизбежные потери проводимости постоянного тока обмотки трансформатора и транзисторов или диодов как функцию формы волны тока. Используя эти советы, проектировщик сможет предотвратить потери проводимости от 10 до 15% с помощью такой хорошо рассчитанной конструкции преобразователя.

Учет вышеуказанных критериев может стать очень важным для приложений, предназначенных для работы с высокими среднеквадратичными токами и требующих оптимального КПД в качестве ключевых характеристик.

Возможно, удастся исключить дополнительные потери в меди, хотя это может потребовать значительного размер ядра для размещения существенно большей площади окна обмотки, в отличие от ситуаций, когда решающее значение имеют только характеристики сердечника.

Как мы уже поняли, режим работы DCM позволяет использовать трансформатор меньшего размера, обладает большей переходной характеристикой и работает с минимальными коммутационными потерями.

Поэтому этот режим настоятельно рекомендуется для схем обратного хода, предназначенных для более высоких выходных напряжений с относительно более низкими требованиями к току.

Хотя можно спроектировать обратноходовой преобразователь для работы с режимами DCM, а также с режимами CCM, следует помнить одну вещь: во время перехода из режима DCM в режим CCM эта функция переключения преобразуется в 2-полюсный режим работы, что приводит к понижению сопротивление преобразователя.

Эта ситуация требует включения дополнительных стратегий проектирования, в том числе различных контуров (обратной связи) и компенсации наклона по отношению к системе внутреннего токового контура. Практически это означает, что мы должны убедиться, что преобразователь в первую очередь предназначен для режима CCM, но при этом может работать в режиме DCM, когда на выходе используются более легкие нагрузки.

Может быть интересно узнать, что, используя усовершенствованные модели трансформаторов, может стать возможным усовершенствовать преобразователь CCM за счет более чистого и легкого регулирования нагрузки, а также высокого перекрестного регулирования в широком диапазоне нагрузок через трансформатор со ступенчатым зазором.

В таких случаях небольшой зазор в сердечнике обеспечивается путем вставки внешнего элемента, такого как изоляционная лента или бумага, для первоначального создания высокой индуктивности, а также для обеспечения работы CCM с более легкими нагрузками. Мы обсудим это подробно в другой раз в моих последующих статьях.

Обладая такими универсальными характеристиками режима DCM, неудивительно, что он становится популярным выбором, когда требуется разработать простой, эффективный и маломощный SMPS.

Далее мы изучим пошаговые инструкции по проектированию обратноходового преобразователя в режиме DCM.

Расчетные уравнения обратного хода DCM и требования к последовательному принятию решений

Шаг 1:
Оцените и оцените свои требования к дизайну. Все Конструкция SMPS необходимо начать с оценки и определения технических характеристик системы. Вам нужно будет определить и назначить следующие параметры:

входные характеристики для обратного хода DCM

Мы знаем, что параметр эффективности - это решающий параметр, который необходимо определить в первую очередь. Самый простой способ - установить целевое значение от 75% до 80%, даже если ваша конструкция является недорогой. Частота переключения обозначается как

Fsw, как правило, необходимо скомпрометировать, чтобы получить максимум от размера трансформатора и потерь, возникающих из-за переключения и электромагнитных помех. Это означает, что может потребоваться выбрать частоту переключения, по крайней мере, ниже 150 кГц. Обычно это можно выбрать в диапазоне от 50 кГц до 100 кГц.

Кроме того, в случае, если в проект необходимо включить более одного выхода, максимальное значение Pout мощности необходимо будет отрегулировать как объединенное значение двух выходов.

Возможно, вам будет интересно узнать, что до недавнего времени в самых популярных обычных конструкциях SMPS использовались МОП-транзистор и ШИМ-контроллер переключения как два разных изолированных каскада, объединенные вместе на макете печатной платы, но в настоящее время в современных блоках SMPS эти два каскада можно найти встроенными в один корпус и изготовленными как отдельные ИС.

В основном, параметры, которые обычно учитываются при проектировании обратного преобразователя SMPS, включают: 1) приложение или характеристики нагрузки, 2) стоимость, 3) мощность в режиме ожидания и 4) дополнительные функции защиты.

Когда используются встроенные микросхемы, обычно все становится намного проще, поскольку для проектирования оптимального обратноходового преобразователя требуется рассчитать только трансформатор и несколько внешних пассивных компонентов.

Давайте подробно рассмотрим все необходимые расчеты для проектирования гибкого ИИП.

Расчет входного конденсатора Cin и диапазона входного постоянного напряжения

В зависимости от характеристик входного напряжения и мощности стандартное правило выбора Cin, которое также называют конденсатором промежуточного контура, можно узнать из следующих пояснений:

рекомендуемый Cin на входной ватт

Чтобы обеспечить широкий диапазон работы, для конденсатора промежуточного контура может быть выбрано значение 2 мкФ на ватт или выше, что позволит вам получить хороший диапазон качества для этого компонента.

Затем может потребоваться определить минимальное входное напряжение постоянного тока, которое можно получить, решив:

Формула конденсатора промежуточного контура

Когда разряд становится продолжительностью включения конденсатора промежуточного контура, которая может составлять примерно 0,2

Минимальное максимальное напряжение конденсатора промежуточного контура

На рисунке выше мы можем визуализировать напряжение конденсатора промежуточного контура. Как показано, входное напряжение возникает во время максимальной выходной мощности и минимального входного напряжения переменного тока, тогда как максимальное входное напряжение постоянного тока возникает во время минимальной входной мощности (отсутствие нагрузки) и во время максимального входного напряжения переменного тока.

В условиях отсутствия нагрузки мы можем видеть максимальное входное напряжение постоянного тока, при котором конденсатор заряжается на пиковом уровне входного переменного напряжения, и эти значения могут быть выражены следующим уравнением:

Уравнение конденсатора промежуточного контура

Шаг 3:

Оценка напряжения VR, индуцированного обратным ходом, и максимального напряжения на MOSFET VDS. Напряжение VR, индуцированное обратным ходом, можно понимать как напряжение, индуцированное на первичной стороне трансформатора, когда МОП Q1 находится в выключенном состоянии.

Вышеупомянутая функция, в свою очередь, влияет на максимальный рейтинг VDS МОП-транзистора, который может быть подтвержден и определен путем решения следующего уравнения:

максимальный рейтинг VDS MOSFET

Где Vspike - это скачок напряжения, возникающий из-за индуктивности рассеяния трансформатора.

Для начала можно взять 30% Vspike от VDSmax.

В следующем списке указано, какое отраженное или индуцированное напряжение можно рекомендовать для полевого МОП-транзистора с номинальным напряжением от 650 В до 800 В и имеющего начальное предельное значение VR ниже 100 В для ожидаемого широкого диапазона входного напряжения.

отраженное или индуцированное напряжение может быть рекомендовано для диапазона от 650 В до 800 В.

Выбор правильного VR может быть сделкой между уровнем напряжения вторичного выпрямителя и спецификациями MOSFET на первичной стороне.

Если VR выбран очень высоким за счет увеличенного передаточного числа, это приведет к увеличению VDSmax, но более низкому уровню напряжения на диоде вторичной стороны.

И если VR выбран слишком малым из-за меньшего отношения витков, это приведет к уменьшению VDSmax, но приведет к увеличению уровня напряжения на вторичном диоде.

Увеличение VDSmax на первичной стороне обеспечит не только более низкий уровень напряжения на диоде вторичной стороны и уменьшение первичного тока, но также позволит реализовать экономичную конструкцию.

Обратный ход в режиме DCM

Как рассчитать Dmax в зависимости от Vreflected и Vinmin

Максимальный рабочий цикл можно ожидать при VDCmin. Для этой ситуации мы можем спроектировать трансформатор по порогам DCM и CCM. В этом случае рабочий цикл может быть представлен как:

максимальный рабочий цикл VDCmin

Шаг 4:

Как рассчитать ток первичной индуктивности

На этом этапе мы рассчитаем индуктивность первичной обмотки и пиковый ток первичной обмотки.

Следующие формулы могут использоваться для определения пикового тока первичной обмотки:

идентификация обратного первичного пикового тока

Как только вышеперечисленное будет достигнуто, мы можем продолжить и вычислить индуктивность первичной обмотки по следующей формуле в пределах максимального рабочего цикла.

рассчитать обратную первичную индуктивность

Следует проявлять осторожность в отношении обратного хода, он не должен переходить в режим CCM из-за какой-либо формы условий избыточной нагрузки, и для этих характеристик максимальной мощности следует учитывать при вычислении Poutmax в уравнении № 5. Упомянутое условие также может возникнуть в случае, если индуктивность превышает значение Lprimax, поэтому обратите внимание на это.

Шаг 5 :

Как выбрать оптимальную марку и размер сердцевины:

Выбор правильной базовой спецификации и структуры может показаться довольно пугающим, если вы впервые проектируете обратный ход. Поскольку это может включать в себя значительное количество факторов и переменных, которые необходимо учитывать. Некоторые из них, которые могут иметь решающее значение, - это геометрия сердечника (например, ядро ​​EE / ядро ​​RM / ядро ​​PQ и т. Д.), Размер сердечника (например, EE19, RM8 PQ20 и т. Д.) И материал сердечника (например, 3C96. TP4, 3F3 так далее).

Если вы не знаете, как действовать в соответствии с приведенными выше спецификациями, эффективным способом решения этой проблемы может быть обращение к стандартное руководство по выбору керна изготовителем ядра, или вы также можете воспользоваться справкой к следующей таблице, в которой примерно указаны стандартные размеры ядра при проектировании обратного хода DCM 65 кГц со ссылкой на выходную мощность.

выбор размера сердечника для обратноходового преобразователя

После того, как вы закончите выбор размера сердечника, пора выбрать правильную шпульку, которая может быть приобретена в соответствии с таблицей данных сердечника. Дополнительные свойства бобины, такие как количество штифтов, крепление на печатной плате или SMD, горизонтальное или вертикальное расположение, все это также может считаться предпочтительной конструкцией.

Материал сердечника также имеет решающее значение и должен выбираться в зависимости от частоты, плотности магнитного потока и потерь в сердечнике.

Для начала вы можете попробовать варианты с названием 3F3, 3C96 или TP4A, помните, что названия доступных материалов сердечника могут отличаться для идентичных типов в зависимости от конкретного производителя.

Как рассчитать минимальное количество витков первичной обмотки или обмотки

Где термин Bmax означает рабочую максимальную плотность потока, Lpri сообщает вам об индуктивности первичной обмотки, Ipri становится пиковым током первичной обмотки, а Ae определяет площадь поперечного сечения сердечника выбранного типа.

Следует помнить, что нельзя допускать, чтобы Bmax превышал плотность потока насыщения (Bsat), указанную в техническом описании материала сердечника. Вы можете обнаружить небольшие отклонения в Bsat для ферритовых сердечников в зависимости от характеристик, таких как тип материала и температура, однако большинство из них будет иметь значение около 400 мТл.

Если вы не найдете подробных справочных данных, вы можете выбрать Bmax 300 мТл. Хотя выбор более высокого Bmax может способствовать уменьшению числа витков первичной обмотки и снижению проводимости, потери в сердечнике могут значительно увеличиться. Попробуйте оптимизировать значения этих параметров, чтобы потери в сердечнике и потери в меди находились в допустимых пределах.

Шаг 6:

Как рассчитать количество витков для основного вторичного выхода (Ns) и дополнительных вспомогательных выходов (Naux)

Чтобы определить вторичные витки Сначала нам нужно найти коэффициент поворота (n), который можно рассчитать по следующей формуле:

Рассчитайте количество витков для основного вторичного выхода (Ns) и дополнительных вспомогательных выходов (Naux).

Где Np - количество витков первичной обмотки, а Ns - число витков вторичной обмотки, Vout обозначает выходное напряжение, а VD сообщает нам о падении напряжения на вторичном диоде.

Для расчета оборотов вспомогательных выходов для желаемого значения Vcc можно использовать следующую формулу:

расчет оборотов для дополнительных выходов

Вспомогательная обмотка становится решающей во всех обратноходовых преобразователях для подачи начального пускового питания на управляющую ИС. Этот источник питания VCC обычно используется для питания переключающей ИС на первичной стороне и может быть зафиксирован в соответствии со значением, указанным в техническом описании ИС. Если расчет дает нецелочисленное значение, просто округлите его, используя верхнее целое значение чуть выше этого нецелого числа.

Как рассчитать сечение провода для выбранной выходной обмотки

Чтобы правильно рассчитать сечение проводов для нескольких обмоток, нам сначала необходимо выяснить среднеквадратичное значение тока для отдельной обмотки.

Это можно сделать с помощью следующих формул:

В качестве отправной точки для определения толщины провода можно использовать плотность тока от 150 до 400 круговых мил на ампер. В следующей таблице приведены рекомендации по выбору подходящего калибра проводов при использовании 200M / A в соответствии со среднеквадратичным значением тока. Он также показывает диаметр провода и основную изоляцию различного калибра суперэмалированных медных проводов.

Рекомендуемый калибр провода обратного хода основан на текущих среднеквадратичных значениях

Шаг 8:

Рассмотрение конструкции трансформатора и конструкции обмотки Итерация

После того, как вы закончили определение вышеупомянутых параметров трансформатора, становится критически важным оценить, как подобрать размер провода и количество витков в пределах расчетного размера сердечника трансформатора и указанной катушки. Чтобы добиться оптимального результата, может потребоваться несколько итераций или экспериментов для оптимизации спецификации сердечника с учетом калибра провода и количества витков.

На следующем рисунке показана площадь намотки для данного Ядро EE . Исходя из расчетной толщины провода и количества витков для отдельной обмотки, можно приблизительно оценить, будет ли обмотка соответствовать имеющейся площади обмотки (w и h) или нет. Если обмотка не соответствует одному из параметров, включая количество витков, калибр провода или размер сердечника, или более одного параметра, может потребоваться некоторая точная настройка до тех пор, пока обмотка не будет подходить оптимально.

площадь обмотки для данного сердечника EE

Расположение обмоток имеет решающее значение, поскольку от этого в значительной степени зависят рабочие характеристики и надежность трансформатора. Рекомендуется использовать многослойную схему или структуру для обмотки, чтобы ограничить утечку индуктивности, как показано на рисунке 5.

Кроме того, чтобы удовлетворять и соответствовать международным правилам безопасности, конструкция должна иметь достаточный диапазон изоляции между первичным и вторичным слоями обмотки. Это может быть обеспечено за счет использования структуры с граничной намоткой или использования вторичного провода с тройной изоляцией, как показано на следующем соответствующем рисунке.

международные схемы обмоток трансформатора обратного хода

Использование провода с тройной изоляцией для вторичной обмотки становится более простым вариантом для быстрого подтверждения международных законов о безопасности, касающихся конструкций ИИП с обратным ходом. Однако такая армированная проволока может иметь немного большую толщину по сравнению с обычным вариантом, что заставляет обмотку занимать больше места и может потребовать дополнительных усилий для размещения в выбранной бобине.

Шаг 9

Как разработать схему первичного зажима

В последовательности переключения в периоды выключения МОП-транзистора на сток / исток МОП-транзистора возникает всплеск высокого напряжения в виде индуктивности рассеяния, что может привести к лавинному пробою и, в конечном итоге, к повреждению МОП-транзистора.

Чтобы противостоять этому, на первичной обмотке обычно настраивается схема ограничения, которая мгновенно ограничивает генерируемый выброс до некоторого безопасного более низкого значения.

Вы найдете несколько схем зажима, которые можно использовать для этой цели, как показано на следующем рисунке.

обратная первичная цепь зажима

Это, в частности, зажим УЗО и зажим диода / стабилитрона, причем последний намного проще настроить и реализовать, чем первый вариант. В этой схеме ограничения мы используем комбинацию выпрямительного диода и высоковольтного стабилитрона, такого как TVS (ограничитель переходного напряжения), для ограничения всплеска скачков напряжения.

Функция Стабилитрон заключается в эффективном ограничении или ограничении скачков напряжения до тех пор, пока напряжение утечки не будет полностью шунтировано через стабилитрон. Преимущество диодного стабилитрона состоит в том, что схема активируется и фиксируется только тогда, когда суммарное значение VR и Vspike превышает характеристики пробоя стабилитрона, и, наоборот, пока пик находится ниже пробоя стабилитрона или безопасного уровня, зажим может вообще не срабатывать, не допуская ненужного рассеивания мощности.

Как выбрать номинал зажимного диода / стабилитрона

Оно всегда должно быть вдвое больше значения отраженного напряжения VR или предполагаемого всплеска напряжения.
Выпрямительный диод должен быть сверхбыстрым восстанавливающимся или диодом типа Шоттки, имеющим номинальное значение выше максимального напряжения промежуточного контура.

Альтернативный вариант зажима типа УЗО имеет недостаток, заключающийся в замедлении dv / dt полевого МОП-транзистора. Здесь параметр сопротивления резистора становится решающим при ограничении скачков напряжения. Если выбрать низкое значение Rclamp, это улучшит защиту от всплесков, но может увеличить рассеяние и потерю энергии. И наоборот, если выбрано более высокое значение Rclamp, это поможет свести к минимуму рассеивание, но может оказаться не таким эффективным в подавление шипов .

Ссылаясь на рисунок выше, чтобы убедиться, что VR = Vspike, можно использовать следующую формулу

формула обратного хода Rclamp

Если Lleak означает индуктивность трансформатора и может быть обнаружен путем короткого замыкания вторичной обмотки, или, альтернативно, можно использовать практическое значение, применяя от 2 до 4% от значения первичной индуктивности.

В этом случае емкость конденсатора Cclamp должна быть существенно большой, чтобы предотвратить рост напряжения в течение периода поглощения энергии утечки.

Значение Cclamp может быть выбрано от 100 пФ до 4,7 нФ, энергия, запасенная внутри этого конденсатора, будет быстро разряжаться и обновляться Rclamp во время каждого цикла переключения.

Шаг 10

Как выбрать выходной выпрямительный диод

Это можно рассчитать по приведенной выше формуле.

Убедитесь, что вы выбрали такие характеристики, что максимальное обратное напряжение или VRRM диода составляет не менее 30%, чем VRV-диод, а также убедитесь, что спецификация IF или лавинного прямого тока минимум на 50% больше, чем IsecRMS. Предпочтительно использовать диод Шоттки, чтобы минимизировать потери проводимости.

В схеме постоянного тока пиковый ток обратного хода может быть высоким, поэтому попробуйте выбрать диод с более низким прямым напряжением и относительно более высокими характеристиками тока с учетом желаемого уровня эффективности.

Шаг 11

Как выбрать значение выходного конденсатора

Выбор правильно рассчитанный выходной конденсатор в то время как проектирование обратного хода может быть чрезвычайно важным, потому что в топологии обратного хода между диодом и конденсатором недоступна накопленная индуктивная энергия, что подразумевает, что значение емкости конденсатора необходимо рассчитывать с учетом трех важных критериев:

1) Емкость
2) СОЭ
3) действующий ток

Минимально возможное значение может быть определено в зависимости от функции максимально допустимого напряжения пульсаций на выходе от пика до пика и может быть определено с помощью следующей формулы:

Где Ncp означает количество тактовых импульсов первичной стороны, требуемых обратной связью управления для управления нагрузкой от указанных максимальных и минимальных значений. Обычно для этого может потребоваться от 10 до 20 циклов переключения.
Iout означает максимальный выходной ток (Iout = Poutmax / Vout).

Чтобы определить максимальное среднеквадратичное значение выходного конденсатора, используйте следующую формулу:

максимальное среднеквадратичное значение для выходного конденсатора

Для заданной высокой частоты переключения обратного хода максимальный пиковый ток от вторичной обмотки трансформатора будет генерировать соответственно высокое напряжение пульсаций, приложенное к эквивалентному ESR выходного конденсатора. Принимая во внимание это, необходимо убедиться, что номинальное значение ESRmax конденсатора не превышает допустимую допустимую величину пульсаций тока конденсатора.

Окончательная конструкция может принципиально включать в себя желаемое номинальное напряжение и способность конденсатора к пульсирующему току на основе фактического соотношения выбранного выходного напряжения и тока обратного хода.

Убедитесь, что Значение СОЭ определяется из таблицы данных на основе частоты выше 1 кГц, которая обычно может находиться в диапазоне от 10 кГц до 100 кГц.

Было бы интересно отметить, что одиночного конденсатора с низким значением ESR может быть достаточно, чтобы контролировать пульсации на выходе. Вы можете попробовать включить небольшой LC-фильтр для более высоких пиковых токов, особенно если обратный ход разработан для работы в режиме DCM, который может гарантировать достаточно хорошее управление пульсациями напряжения на выходе.

Шаг 12

Дальнейшие важные соображения:

A) Как выбрать номинальное напряжение и ток для мостового выпрямителя на первичной стороне.

Выберите номинальное напряжение и ток для мостового выпрямителя на первичной стороне.

Это можно сделать с помощью приведенного выше уравнения.

В этой формуле PF означает коэффициент мощности От источника питания мы можем применить 0,5 в случае, если надлежащий эталон окажется вне досягаемости. В качестве мостового выпрямителя выберите диоды или модуль с номинальным током в прямом направлении, в 2 раза превышающим IACRMS. Для номинального напряжения можно выбрать 600 В для максимального входного напряжения 400 В переменного тока.

Б) Как выбрать резистор считывания тока (Rsense):

Его можно рассчитать по следующему уравнению. Чувствительный резистор Rsense встроен для определения максимальной мощности на выходе обратного хода. Значение Vcsth можно определить, обратившись к таблице данных контроллера IC, Ip (max) означает первичный ток.

C) Выбор VCC конденсатора:

Оптимальный значение емкости имеет решающее значение для входного конденсатора для обеспечения надлежащего периода запуска. Обычно любое значение от 22 мкФ до 47 мкФ отлично справляется со своей задачей. Однако, если это выбрано намного ниже, это может привести к срабатыванию «блокировки пониженного напряжения» на ИС контроллера до того, как преобразователь сможет развить Vcc. Напротив, большее значение емкости может привести к нежелательной задержке времени запуска преобразователя.

Кроме того, убедитесь, что этот конденсатор самого высокого качества, с очень хорошими характеристиками ESR и тока пульсации на уровне выходного сигнала. характеристики конденсатора . Настоятельно рекомендуется подключить другой конденсатор меньшей емкости, порядка 100 нФ, параллельно упомянутому выше конденсатору и как можно ближе к выводам Vcc / заземления микросхемы контроллера.

D) Настройка обратной связи:

Компенсация петли обратной связи становится важной для прекращения генерации колебаний. Конфигурирование компенсации контура может быть проще для обратного хода в режиме DCM, чем для CCM, из-за отсутствия «нуля правой полуплоскости» в силовом каскаде и, следовательно, компенсации не требуется.

Настройка обратной связи обратного хода

Как показано на приведенном выше рисунке, простого RC (Rcomp, Ccomp) в основном достаточно для поддержания хорошей стабильности в контуре. В общем, значение Rcomp может быть выбрано от 1 до 20 кГц, а значение Ccomp может находиться в диапазоне от 100 нФ до 470 пФ.

На этом мы завершаем подробное обсуждение того, как спроектировать и рассчитать обратный преобразователь. Если у вас есть какие-либо предложения или вопросы, вы можете задать их в следующем поле для комментариев, и на ваши вопросы ответят как можно скорее.

Учтивость: Infineon




Предыдущая статья: Ультразвуковой беспроводной индикатор уровня воды - на солнечной энергии Далее: Общие сведения о ПИД-регуляторе