Techninės įrangos eksperto patirtis perjungiamojo maitinimo projektavimo srityje
Perjungimo maitinimo šaltiniai skirstomi į dvi formas: izoliuotus ir neizoliuotus. Čia daugiausia kalbame apie izoliuotų perjungiamųjų maitinimo šaltinių topologiją. Toliau, jei nenurodyta kitaip, jie visi susiję su izoliuotais maitinimo šaltiniais. Pagal skirtingas struktūrines formas izoliuotus maitinimo šaltinius galima suskirstyti į dvi kategorijas: pirmyn ir atgal. „Flyback“ reiškia, kad įjungus pirminę transformatoriaus pusę, išjungiama antrinė pusė, o transformatorius kaupia energiją. Nupjovus pirminę pusę, įjungiama antrinė pusė, o energija išleidžiama į apkrovos darbinę būseną. Paprastai įprastas „flyback“ maitinimo šaltinis turi daugiau pavienių vamzdžių, o dvigubi vamzdžiai nėra įprasti. Priekinis tipas reiškia, kad įjungus pirminę transformatoriaus pusę, antrinė pusė indukuoja atitinkamą įtampą ir išveda ją į apkrovą, o energija tiesiogiai perduodama per transformatorių. Pagal specifikacijas jis gali būti suskirstytas į įprastą priekinį, įskaitant vieno vamzdžio į priekį ir dviejų vamzdžių priekinį. Tiek pusiau tilto, tiek tilto grandinės yra priekinės grandinės.
Pirmyn ir atgalinės grandinės turi savo ypatybes ir jas galima lanksčiai naudoti, kad grandinės projektavimo procese būtų pasiektas geriausias sąnaudų efektyvumas. Paprastai „flyback“ tipas gali būti naudojamas mažos galios atvejais. Šiek tiek didesnis gali naudoti vieno vamzdžio tiesioginę grandinę, vidutinės galios gali naudoti dviejų vamzdžių tiesioginę grandinę arba pusiau tilto grandinę, o stūmimo grandinę galima naudoti žemai įtampai, kuri yra tokia pati kaip pusiau tiltas. Didelės išvesties galiai paprastai naudojama tilto grandinė, o žemos įtampos atveju taip pat gali būti naudojama stūmimo grandinė.
Dėl savo paprastos struktūros „flyback“ maitinimo šaltinis taupo induktyvumą, kuris yra maždaug tokio pat dydžio kaip transformatorius, ir yra plačiai naudojamas mažuose ir vidutiniuose maitinimo šaltiniuose. Kai kuriose įžangose minima, kad „flyback“ maitinimo šaltinio galia gali siekti tik keliasdešimt vatų, o privalumo nėra, jei išėjimo galia viršija 100 vatų, o realizuoti sunku. Manau, kad taip yra apskritai, bet negaliu to apibendrinti. PI kompanijos TOP mikroschema gali siekti 300 vatų. Yra straipsnių, kuriuose pristatomas „flyback“ maitinimo šaltinis, galintis pasiekti tūkstančius vatų, bet aš nemačiau tikro. Išėjimo galia yra susijusi su išėjimo įtampos lygiu.
„Flyback“ maitinimo šaltinio transformatoriaus nuotėkio induktyvumas yra labai svarbus parametras. Kadangi „flyback“ maitinimo šaltiniui reikia, kad transformatorius kauptų energiją, norint visiškai išnaudoti transformatoriaus geležinę šerdį, magnetinėje grandinėje paprastai reikia oro tarpo. Tikslas – pakeisti geležinės šerdies histerezę. Kilpos nuolydis leidžia transformatoriui atlaikyti didelių impulsų srovių poveikį, geležinei šerdies nepatekus į prisotintą netiesinę būseną. Oro tarpas magnetinėje grandinėje yra didelio pasipriešinimo būsenoje, o magnetinio srauto nuotėkis magnetinėje grandinėje yra daug didesnis nei visiškai uždaroje magnetinėje grandinėje. .
Sujungimas tarp transformatoriaus pirminių polių taip pat yra pagrindinis veiksnys nustatant nuotėkio induktyvumą. Norint, kad pirminės polių ritės būtų kuo arčiau, galima naudoti sumuštinių apvijų metodą, tačiau tai padidins transformatoriaus paskirstytą talpą. Kad sumažintumėte nuotėkio induktyvumą, rinkitės geležinę šerdį su gana ilgu langu. Pavyzdžiui, EE, EF, EER ir PQ tipo magnetinių šerdžių naudojimo poveikis yra geresnis nei EI tipo.
Kalbant apie „flyback“ maitinimo šaltinio darbo ciklą, iš esmės maksimalus „flyback“ maitinimo šaltinio darbo ciklas turėtų būti mažesnis nei {{0}},5, kitaip kilpą nėra lengva kompensuoti ir ji gali būti nestabili, tačiau yra keletas išimčių, pvz., Amerikos PI kompanijos išleisti TOP serijos lustai yra Tai gali veikti su sąlyga, kad darbo ciklas yra didesnis nei 0,5. Darbo ciklas nustatomas pagal transformatoriaus pirminės ir antrinės pusės posūkių santykį. Mano nuomonė apie „flyback“ yra pirmiausia nustatyti atspindėtą įtampą (išėjimo įtampa atsispindi pirminės pusės įtampos vertei per transformatoriaus jungtį), o atspindėta įtampa tam tikrame įtampos diapazone padidėja. Padidėja darbo ciklas ir sumažėja perjungimo vamzdžio nuostoliai. Kai atspindėta įtampa mažėja, darbo ciklas mažėja, o perjungimo vamzdžio nuostoliai didėja. Žinoma, tai taip pat turi išankstinę sąlygą. Kai darbo ciklas padidėja, tai reiškia, kad išėjimo diodo laidumo laikas sutrumpėja. Kad išėjimas būtų stabilus, jį dažniau užtikrins išėjimo kondensatoriaus iškrovimo srovė, o išėjimo kondensatorius atlaikys didesnį aukštą dažnį. Srovės bangavimas šveičia ir įkaista, o tai neleidžiama daugeliu sąlygų. Padidinus darbo ciklą ir pakeitus transformatoriaus apsisukimų santykį, padidės transformatoriaus nuotėkio induktyvumas ir pasikeis jo bendras veikimas. Kai nuotėkio induktyvumo energija yra pakankamai didelė iki tam tikro lygio, ji gali visiškai kompensuoti mažus nuostolius, kuriuos sukelia didelė jungiklio vamzdžio apkrova. Nėra prasmės didinti darbo ciklą ir netgi gali sugesti jungiklio vamzdis dėl didelės atvirkštinės nuotėkio induktyvumo didžiausios įtampos. Dėl didelio nuotėkio induktyvumo gali pablogėti išėjimo pulsacija ir kai kurie kiti elektromagnetiniai indikatoriai. Kai darbo ciklas yra mažas, efektyvi jungiklio vamzdžio srovės vertė yra didelė, o transformatoriaus pirminės srovės efektyvioji vertė yra didelė, o tai sumažina keitiklio efektyvumą, tačiau gali pagerinti išėjimo kondensatoriaus darbo sąlygas. ir sumažinti šilumos gamybą.
Kaip nustatyti transformatoriaus atspindėtą įtampą (ty darbo ciklą)
Kai kurie internautai minėjo perjungiamojo maitinimo šaltinio grįžtamojo ryšio parametrų nustatymą ir darbo būsenos analizę. Kadangi mokydamasis mokykloje buvau prastas pažangiosios matematikos, vos neteko laikyti grimo egzamino „Automatinio valdymo principai“. Vis dar bijau šios temos ir iki šiol negaliu iki galo parašyti uždarojo ciklo sistemos perdavimo funkcijos. Aš jaučiu sistemos nulio ir poliaus sampratą. Tai labai neaiški, o pažiūrėjus į Bode diagramą galima tik apytiksliai pasakyti, ar ji skiriasi, ar konverguoja, todėl apie grįžtamojo ryšio kompensavimą nedrįstu kalbėti nesąmonių, bet turiu keletą pasiūlymų. Jei turite tam tikrų matematinių įgūdžių ir šiek tiek laiko studijuoti, galite pasidomėti universiteto vadovėliu „Automatinio valdymo principai“ ir atidžiai jį perskaityti bei sujungti su realia perjungiamojo maitinimo grandine, kad galėtumėte analizuoti pagal darbo būseną. Tikrai bus ką laimėti. Forume yra įrašas „Pameistrystės ir mokymosi grįžtamojo ryšio ciklo projektavimas ir pritaikymas“, kuriame CMG atsakė labai gerai, ir manau, kad tai gali būti naudojama kaip nuoroda.
Šiandien kalbėsiu apie „flyback“ maitinimo šaltinio darbo ciklą (atkreipiu dėmesį į atspindėtą įtampą, kuri atitinka darbo ciklą). Darbo ciklas taip pat yra susijęs su pasirinkto jungiklio vamzdžio atsparumo įtampa. Kai kurie ankstyvieji „flyback“ maitinimo šaltiniai naudoja santykinai žemos įtampos jungiklius. Vamzdžiai, tokie kaip 600 V arba 650 V kaip kintamosios srovės 220 V įvesties galios perjungimo vamzdžiai, gali būti susiję su gamybos procesu tuo metu. Didelio atsparumo įtampos vamzdžius nėra lengva gaminti, arba žemos atsparumo įtampos vamzdžiai turi pagrįstesnius laidumo nuostolius ir perjungimo charakteristikas, kaip ir ši linija Atspindi įtampa neturi būti per didelė, kitaip, kad perjungimo vamzdis veiktų saugiame diapazone. , absorbcinės grandinės prarandama galia taip pat yra didelė. Praktika įrodė, kad 600V vamzdžio atspindinti įtampa neturi viršyti 100V, o 650V vamzdžio atspindinti įtampa neturi viršyti 120V. Kai nuotėkio induktyvumo didžiausios įtampos vertė yra 50 V, vamzdžio darbinė riba yra 50 V. Dabar dėl patobulinto MOS vamzdžių gamybos proceso lygio bendras „flyback“ maitinimo šaltinis naudoja 700 V arba 750 V ar net 800-900V perjungimo vamzdžius. Kaip ir šios grandinės, kai kurių perjungimo transformatorių, turinčių stipresnę anti-viršįtampos savybę, atspindžio įtampa taip pat gali būti padidinta. Didžiausia atspindžio įtampa yra tinkamesnė esant 150 V, todėl galima gauti geresnį bendrą našumą. PI kompanijos TOP mikroschema rekomenduoja naudoti trumpalaikį įtampos slopinimo diodą, kad būtų galima pritvirtinti 135 V. Tačiau jo vertinimo plokštės atspindėta įtampa paprastai yra mažesnė nei ši vertė, esant maždaug 110 V. Abi rūšys turi privalumų ir trūkumų:
Pirmoji kategorija: silpna apsauga nuo viršįtampių, mažas darbo ciklas ir didelė transformatoriaus pirminė impulsinė srovė. Privalumai: mažas transformatoriaus nuotėkio induktyvumas, maža elektromagnetinė spinduliuotė, didelis pulsacijos indeksas, mažas perjungimo vamzdžio nuostolis, konversijos efektyvumas nebūtinai yra mažesnis nei antrojo tipo.
Antroji kategorija: Trūkumai Perjungimo vamzdžio nuostoliai yra didesni, transformatoriaus nuotėkio induktyvumas didesnis, o pulsacija blogesnė. Privalumai: didesnis atsparumas viršįtampiui, didesnis darbo ciklas, mažesni transformatoriaus nuostoliai ir didesnis efektyvumas.
