Iskustvo stručnjaka za hardver u dizajnu prekidačkog napajanja
Preklopni izvori napajanja dijele se na dva oblika, izolirani i neizolirani. Ovdje uglavnom govorimo o topologiji izoliranih sklopnih izvora napajanja. U nastavku, osim ako nije drugačije navedeno, svi se odnose na izolirane izvore napajanja. Prema različitim strukturnim oblicima, izolirani izvori napajanja mogu se podijeliti u dvije kategorije: naprijed i povratno. Flyback znači da kada je primarna strana transformatora uključena, sekundarna strana je isključena, a transformator pohranjuje energiju. Kada se primarna strana isključi, sekundarna strana se uključuje, a energija se oslobađa u radno stanje opterećenja. Općenito, konvencionalno flyback napajanje ima više jednostrukih cijevi, a dvostruke cijevi nisu uobičajene. Prednji tip znači da kada je primarna strana transformatora uključena, sekundarna strana inducira odgovarajući napon i šalje ga na opterećenje, a energija se izravno prenosi kroz transformator. Prema specifikacijama, može se podijeliti na konvencionalni naprijed, uključujući jednocijevni naprijed i dvocijevni naprijed. I polumostni i premosni krugovi su strujni krugovi prema naprijed.
Prolazni i povratni sklopovi imaju svoje karakteristike i mogu se koristiti fleksibilno kako bi se postigla najbolja troškovna učinkovitost u procesu projektiranja sklopa. Općenito, povratni tip se može koristiti u prilikama male snage. Malo veći može koristiti jednocijevni prednji krug, srednje snage može koristiti dvocijevni prednji krug ili polumostni krug, a push-pull krug može se koristiti za niski napon, što je isto kao i polumost. Za visoku izlaznu snagu općenito se koristi premosni krug, a za niski napon također se može koristiti push-pull krug.
Zbog svoje jednostavne strukture, flyback napajanje štedi induktivitet koji je otprilike iste veličine kao i transformator, i široko se koristi u malim i srednjim izvorima napajanja. U nekim se uvodima spominje da snaga flyback napajanja može doseći samo desetke vata, a nema prednosti ako izlazna snaga prelazi 100 vata, a to je teško realizirati. Mislim da je to općenito tako, ali ne mogu generalizirati. TOP čip tvrtke PI može doseći 300 vata. Postoje članci koji predstavljaju flyback napajanje koje može doseći tisuće vata, ali nisam vidio pravu stvar. Izlazna snaga povezana je s razinom izlaznog napona.
Induktivitet propuštanja flyback transformatora napajanja vrlo je kritičan parametar. Budući da povratno napajanje treba transformator za pohranu energije, kako bi se u potpunosti iskoristila željezna jezgra transformatora, općenito je potreban zračni raspor u magnetskom krugu. Svrha je promijeniti histerezu željezne jezgre. Nagib petlje omogućuje transformatoru da izdrži udar velikih impulsnih struja bez da željezna jezgra uđe u zasićeno nelinearno stanje. Zračni raspor u magnetskom krugu je u visokom reluktantnom stanju, a propuštanje magnetskog toka u magnetskom krugu mnogo je veće od onog u potpuno zatvorenom magnetskom krugu. .
Veza između primarnih polova transformatora također je ključni faktor u određivanju induktiviteta rasipanja. Kako bi se zavojnice primarnog pola što više približile, može se koristiti metoda sendvič namota, ali to će povećati raspodijeljeni kapacitet transformatora. Odaberite željeznu jezgru s relativno dugim prozorom što je više moguće kako biste smanjili induktivitet curenja. Na primjer, učinak korištenja magnetskih jezgri tipa EE, EF, EER i PQ bolji je od učinka tipa EI.
Što se tiče radnog ciklusa povratnog povratnog napajanja, u načelu maksimalni radni ciklus povratnog povratnog napajanja trebao bi biti manji od {{0}}.5, inače petlju nije lako kompenzirati i može biti nestabilna, ali postoje neke iznimke, kao što su čipovi TOP serije koje je lansirala američka tvrtka PI. Mogu raditi pod uvjetom da je radni ciklus veći od 0,5. Radni ciklus određen je omjerom zavoja primarne i sekundarne strane transformatora. Moje mišljenje o povratnom kretanju je prvo odrediti reflektirani napon (izlazni napon se reflektira na vrijednost napona primarne strane kroz spojnicu transformatora), a reflektirani napon raste unutar određenog raspona napona. Radni radni ciklus je povećan, a gubici sklopne cijevi smanjeni. Kako se reflektirani napon smanjuje, radni ciklus se smanjuje, a gubitak sklopne cijevi se povećava. Naravno, i to ima preduvjet. Kada se radni ciklus poveća, to znači da se vrijeme provođenja izlazne diode skraćuje. Kako bi izlaz bio stabilan, to će biti zajamčeno češćom strujom pražnjenja izlaznog kondenzatora, a izlazni kondenzator će izdržati veće visoke frekvencije. Valovita struja prska i zagrijava ga, što nije dopušteno u mnogim uvjetima. Povećanje radnog ciklusa i promjena omjera zavoja transformatora će povećati induktivitet curenja transformatora i promijeniti njegovu ukupnu izvedbu. Kada je energija induktiviteta curenja dovoljno velika do određene mjere, može u potpunosti nadoknaditi mali gubitak uzrokovan velikim opterećenjem razvodne cijevi. Nema smisla povećavati radni ciklus, a može čak i pokvariti sklopnu cijev zbog visokog inverznog vršnog napona induktiviteta curenja. Zbog velikog induktiviteta curenja, izlazna valovitost i neki drugi elektromagnetski indikatori mogu se pogoršati. Kada je radni ciklus mali, efektivna vrijednost struje sklopne cijevi je visoka, a efektivna vrijednost primarne struje transformatora je velika, što smanjuje učinkovitost pretvarača, ali može poboljšati radne uvjete izlaznog kondenzatora i smanjiti stvaranje topline.
Kako odrediti reflektirani napon transformatora (tj. radni ciklus)
Neki korisnici interneta spomenuli su podešavanje parametara i analizu radnog statusa povratne sprege sklopnog napajanja. Budući da sam u školi bio slab u naprednoj matematici, skoro sam morao polagati popravni ispit iz "Principa automatskog upravljanja". Još uvijek se bojim ove teme i do sada ne mogu u potpunosti napisati prijenosnu funkciju sustava zatvorene petlje. Osjećam se oko koncepta nule i pola sustava. Vrlo je nejasan, a gledajući Bodeov dijagram može se samo grubo reći da li divergira ili konvergira, tako da se ne usuđujem govoriti besmislice o povratnoj kompenzaciji, ali imam neke prijedloge. Ako imate neke matematičke vještine i malo vremena za učenje, možete pronaći sveučilišni udžbenik "Principi automatskog upravljanja" i pažljivo ga probaviti, te kombinirati sa stvarnim sklopnim krugom napajanja kako biste ga analizirali prema radnom statusu. Svakako će se nešto dobiti. Postoji post na forumu "Apprenticeship and Learning Feedback Loop Design and Adjustment", u kojem je CMG vrlo dobro odgovorio, i mislim da može poslužiti kao referenca.
Danas ću govoriti o radnom ciklusu flyback napajanja (obraćam pozornost na reflektirani napon, koji je u skladu s radnim ciklusom). Radni ciklus također je povezan s podnosivim naponom odabrane razvodne cijevi. Neki raniji flyback izvori napajanja koriste prekidače relativno niskog otpornog napona. Cijevi, poput 600 V ili 650 V kao preklopne cijevi za AC 220 V ulazno napajanje, mogu biti povezane s proizvodnim procesom u to vrijeme. Cijevi visokog otpornog napona nije lako proizvesti ili cijevi niskog otpornog napona imaju razumnije karakteristike gubitka vodljivosti i prebacivanja, kao što je ova linija. Reflektirani napon ne bi trebao biti previsok, inače, kako bi sklopna cijev radila u sigurnom rasponu , snaga koju gubi apsorpcijski krug je također znatna. Praksa je pokazala da reflektirani napon cijevi od 600V ne smije biti veći od 100V, a reflektirani napon od 650V cijevi ne smije biti veći od 120V. Kada je vršna vrijednost napona induktiviteta curenja ograničena na 50 V, cijev još uvijek ima radnu granicu od 50 V. Sada, zbog poboljšanja razine proizvodnog procesa MOS cijevi, opće flyback napajanje prihvaća 700V ili 750V ili čak 800-900V preklopne cijevi. Poput ove vrste kruga, napon refleksije nekih sklopnih transformatora s jačom sposobnošću zaštite od prenapona također se može povećati. Maksimalni napon refleksije je prikladniji na 150 V, i mogu se postići bolje ukupne performanse. TOP čip tvrtke PI preporučuje korištenje diode za potiskivanje prijelaznog napona za stezanje od 135 V. Međutim, njegova evaluacijska ploča općenito ima reflektirani napon niži od ove vrijednosti na oko 110 V. Obje vrste imaju prednosti i nedostatke:
Prva kategorija: Slaba sposobnost zaštite od prenapona, mali radni ciklus i velika primarna impulsna struja transformatora. Prednosti: mali induktivitet propuštanja transformatora, nisko elektromagnetsko zračenje, visok indeks valovitosti, mali gubici sklopne cijevi, učinkovitost pretvorbe nije nužno niža od druge vrste.
Druga kategorija: Nedostaci Gubitak sklopne cijevi je veći, induktivitet rasipanja transformatora je veći, a valovitost je gora. Prednosti: veća otpornost na prenapon, veći radni ciklus, manji gubici transformatora i veća učinkovitost.
