Pe pulsul transformatorului se adnotă cuvântul +13
- 03/22/19 03:43 •
- sanchosd •
- # 273144 •
- Giktimes •
- Din nisip •
- 21 •
- 8900
- la fel ca Forbes, doar mai bine.
Deși nu că nu atât de mult timp în urmă a alunecat articol destul de bine scris privind calculul de comutare de alimentare transformator de putere, propunem atenției tehnica, si nu tehnica doar goale, și cât mai transparent posibil descriere a principiilor care sunt utilizate în ea.
Nu va fi o imagine, vor exista aproximativ 18 formule simple și o mulțime de text. Îi cer tuturor să se alăture la bord.
Vreau să vă spun despre cum să calculați un astfel de animal viclean ca un transformator de impuls al unei surse de forță. Boxerul din spate, sau FlyBack - este probabil cea mai populară topologie a convertorului de impulsuri. În opinia mea, IIP are două momente foarte importante și subtile: un transformator și o buclă de feedback. În acest articol vreau să arăt una din seturile posibile de ecuații matematice simple, rezolvarea cărora putem obține datele unui transformator foarte real pentru flyback.
Mai mult, voi încerca să scriu pe scurt și într-o manieră capabilă, astfel încât să puteți să vă așezați și să numărați imediat după citirea articolului. la putere flyback nu va desena diagrame de tensiuni și curenți, cred că ești suficient de pregătiți pentru faptul că la termeni precum „inductanță de scurgere“, „puterea reflectată“, „curentul de vârf prin comutatorul de alimentare“, „degaussing magnetice“ te clare.
Deci, vom considera transformatorul unei surse de putere flyback, fără un corector de factor de putere, cel mai frecvent, iar "calculul" meu este doar sub el.
Separat, voi face o notă, ceea ce înseamnă așa-numitul. cvasi-rezonant de funcționare a convertorului, când energia de pompare în transformator începe imediat după o demagnetizare completă a circuitului magnetic. Ie așa-numitul "Factor de disipare a curentului" = 1, adică de îndată ce toată energia a trecut prin bobina secundară (și a disipat în lanțul snubber), activați imediat cheia și pompa din nou. Un astfel de regim a fost, recent, foarte popular în sursele de alimentare cu zbor, pentru că vă permite să creșteți eficiența.
În avans, voi face o rezervare - tehnica de mai jos este foarte dificilă, dar "lucrează fero-beton", este verificată în mod repetat pe transformatoare reale în surse de putere reale.
În primul rând, descărcați calculul, deschideți-l, treceți prin ochi. Sunt deja valori "conduse" pentru calculul transformatorului de alimentare, cu o putere de ieșire de 100W.
Deci, hai să mergem. Pentru a începe calcularea, trebuie să specificăm câțiva parametri inițiale (toate sunt evidențiate în verde în calcul), și anume:
1. Puterea de ieșire a sursei de alimentare pentru care facem un transformator (POUTmax).
2. Tensiunea de ieșire a sursei (Uout) (1).
3. Tensiunea de ieșire a bobinei de serviciu (Ubias) (2).
4. Tensiunea minimă de alimentare (UACmin) (3).
5. Tensiunea maximă în rețea (UACmax) (3).
6. Nivelul de pulsații pe condensatorul de filtrare al redresorului de rețea (Urpl) (4).
7. Eficiența așteptată a transformatorului (ia 0,85 și nu pierde) (?).
8. Frecvența de funcționare a convertizorului (5).
9. Valoarea maximă a curentului înfășurării primare primare care trece prin comutator (ILPRpeak) (6).
(1) Dacă tensiunile de ieșire sunt destul de scăzute, luați în considerare căderea directă a tensiunii pe diodă.
(2) În marea majoritate a modelelor de alimentare cu energie, este necesară oa treia înfășurare, din care va fi furnizată microcircuitul de comandă.
(3) Luați întotdeauna cu o marjă, adică dacă intervalul este de 180-264, luați de la 160 la 280.
(4) Acest parametru poate fi adesea ghicit, ia 10% din componenta constantă pe el și nu merge prost, după prototipul de lucru obținut, tu "podrihtuete" calculul.
(5) Frecvența la convertizoare cu așteptarea demagnetizării nucleului plutește, luăm "din tavan" cel pe care dorim să-l primim la sarcină maximă.
(6) Sper că știți că forma curentului este triunghiulară, ce cheamă cheia, ce este cheia etc.
Deci, prima formulă:
Să începem cu definiția inductanței înfășurării primare, Lpr.
Pentru simplificare, voi elimina eficiența și multiplicatorul 1000, care este necesar numai pentru a aduce rezultatul la micro Henry de la Henry, următoarea ecuație va fi obținută:
La prima vedere, este complet incomprehensibil cum funcționează. Să încercăm so convertim. Mutarea multiplicatorilor de la dreapta la stânga ajungem.
Transformăm partea dreaptă, obținem:
Deci, în partea stângă avem energia conținută în inductanță (manualul fizicii, dacă nu este clar). În partea dreaptă avem puterea care este consumată în perioada de funcționare a convertizorului. Ie energia stocată în inductanța primară (la pompă, de la început până când cheia de deschidere) este transmis la puterea de încărcare pentru întreaga perioadă T (de la pompare începe până la epuizarea completă a energiei în transformator și începutul unui nou impuls).
În starea de echilibru, ceea ce a fost pompat în transformator din rețea ar trebui să fie egal cu ceea ce a fost turnat în sarcină. Ie toate argumentele sugerează că sursa noastră lucrează deja, dar nu începe.
Să lăsăm deoparte această formulă (1), apoi o vom folosi în calcul, am vrut doar să demonstrez cum funcționează în acest fel.
Acum despre parametrii. Să ne uităm la formula. Fixarea (alegerea la discreția dvs.) a trei din cele patru necunoscute, putem obține valoarea celui de-al patrulea.
Putere (POUTmax), deja stabilită.
Frecventa, poti alege pur si simplu la indemana. Fără alte cuvinte, să zicem 50 kHz și să nu pierdem. Urcarea pe 150 kHz nu merită, deoarece pierderile de comutare vor deveni nerezonabil ridicate și chiar efectul de piele nu avem nevoie de acest lucru în flyback.
Valoarea maximă a curentului prin bobina primară și, în același timp, ILPRPeak-ul cheie este parametrul pe a cărui nervi vom juca. Alegerea valorii sale ILPRPeak, vom schimba Lpr, și cu ea multe alte lucruri. În calculul meu, vom schimba ILPRpeak și vom observa alte celule ale tabelului, în care vor fi găsite rezultatele altor formule. Din nou, mai aproape de realitate, pentru o sursă de 100 W puteți seta să porniți ILPRpeak = 3 ... 4A.
Încercați să înlocuiți numere diferite pentru celulă și veți vedea cum se modifică alți parametri derivați. În special, atunci când alegem curentul de vârf al "primarului", ne uităm la tensiunea "reflectată" și trebuie să procedăm din considerentele cheilor pe care le avem. De asemenea, acest parametru afectează valoarea de vârf a curentului "secundar", care este, de asemenea, importantă, deoarece în flyback-uri, curenții au forma unui triunghi dreptunghiular, iar valorile vârfului depășesc valorile efective de mai multe ori. dacă curentul de sarcină este de 5A, atunci tensiunea de vârf poate fi de 50, se referă la diodele existente și pierderile din bobina de cupru.
Nu este nimic de a simplifica, cred că este clar că avem cea mai rea valoare a tensiunii de curent continuu, ținând cont de declinul condensator tampon, care este in spatele unui redresor de rețea, sau CMC.
În formula (3), calculăm cât timp o cheie ar trebui să fie deschisă, astfel încât curentul din inductor, atunci când cel mai rău UDCmin este aplicat la acesta, crește de la zero la ILPRpeak dorit.
Am stabilit frecvența mai devreme, perioada a fost calculată în (4). Înmulțim cu 1000 deoarece frecvența dorită a fost înregistrată în kHz și nu în Hertz-ul lui 1000.
Restul perioadei, care va fi dedicat transferului de energie la sarcină, se calculează prin formula (5).
Factorul maxim de umplere pentru cea mai slabă tensiune din rețea și debitul maxim pe condensatorul de filtrare sunt calculate în (6).
Tensiunea "reflectată". Transformatorul nostru, deși acționează în spate, dar totuși un transformator și, prin urmare, coeficientul de transformare a acestuia este de asemenea aplicabil. Dacă înfășurarea secundară noastră în timpul curgerii curentului prin apryazhenie redresor cu diode (de exemplu) 12.7V, atunci raportul dintre numărul de spire această tensiune este transformată într-o înfășurare primară (de fapt, fluxul magnetic „spală“ simultan toate înfășurări).
Formula (7), puțin complicată, să încercăm să o "dezbracăm". Avem:
(7.1) Demonstrează un punct foarte important, numit în intervalele "egalitate de volți * secunde". Probabil valabilitatea (7.1) nu este evidentă sau nu este ușor de înțeles, atâta timp cât folosim valoarea numerică obținută cu ajutorul (7) așa cum este, nu îndoială de legitimitatea ei.
Sper că sunteți bine conștient de faptul că la cursa de întoarcere, înfășurarea primară, pentru o tensiune constantă, că condensatorul de filtru este doar o bucată de sârmă, adică în cazul nostru condensator de filtrare încă încărcat la 310B, atunci când butonul de pornire deschis, fluxurile de curent prin postoyanke înfășurarea secundară pur și simplu „trece“ prin primar și au fost aplicate la cheie, dar cu ea, se adaugă la cheia reflectată de tensiune. Și cel mai trist lucru este că este rezumat cu o constantă. Iar acest lucru, fără a ține seama de ejecția de la inductanța împrăștierii, ține cont de acest lucru, în calcul, această circumstanță este marcată în mod special cu font roșu.
Apoi (8) arată ce tensiune se va aplica comutatorului de alimentare la cursa de retur. Puteți adăuga imediat la tensiunea maximă la care se calculează cheia, chiar peste volți în acest fel 200 și nu merge prost. Prototipul va arăta amplitudinea reală a ejecției de tensiune generată de inductanța împrăștierii.
Acum putem calcula raportul de transformare al transformatorului, de exemplu:
Eu numesc acest coeficient de transformare "invers", deoarece el este considerat a fi înapoi. Acum, coeficientul clasic de transformare, care poate fi obținut:
Apoi, calculați tensiunea maximă care va fi aplicată diodei redresorului la cursul înainte al convertizorului. Cred că ați înțeles bine că va ieși din tensiunea pe sarcină condensator filtru care este în funcțiune, aceasta poate fi considerată constantă, transformată prin raportul de transformare, tensiunea aplicată la înfășurarea primară.
Și nu uitați că emisiile de la inductanțele parazitare ale înfășurărilor transformatorului și să acționați asupra diodei, inclusiv. Dacă vorbim despre surse cu tensiuni mari de ieșire, luați o marjă de cel puțin 200V. Pentru tensiune joasă, cel puțin 1,5, și uita-te cu atenție la osciloscopul redresorului.
Din (12) obținem inductanța înfășurării secundare a transformatorului. Regula care este folosită în formula spune că "inductanțele înfășurărilor transformatorului sunt legate ca patratele întoarcerilor lor", deoarece expresia poate fi reprezentată ca:
Apoi, calculați curentul de vârf al înfășurării secundare. Pregătiți-vă să ajungeți aici în număr destul de mare, deoarece acesta este un "înapoi", iar curentul din "secundar" este triunghiular, iar valoarea de vârf poate fi semnificativ mai mare decât curentul de sarcină.
Această formulă este transformată la fel ca prima formulă pentru ILPRpeak.
În (14), valoarea efectivă a curentului este calculată prin înfășurarea secundară a transformatorului. Pentru a explica de ce nu pot rădăcina o rădăcină din (1-Q) / 3, este probabil explicată prin plotarea diagramelor și recurgerea la geometrie. Imediat estimăm valoarea efectivă a curentului de înfășurare primar.
Deci, inductanța, curenții, frecvențele sunt contorizate. Și cum să alegeți un circuit magnetic, întrebați cum să calculați decalajul nemagnetic? În primul rând, "estimează" pe baza experienței noastre de viață și "determinând" parametrii săi în calcul, după ce am analizat inducția calculată, puteți alege un alt circuit magnetic. Am vrut o sursă de alimentare de 100 W cu o tensiune de ieșire de 12V. Eu iau "din tavan" circuitul magnetic de dimensiunea PQ2620.
Din fișa sa se aboneze Ae, decalajul estimat și coeficientul inductanță pentru diferența (în fișa Epcos, de multe ori un tabel pentru deviația standard a circuitului magnetic, iar valorile echivalente Al și permeabilitate). Dacă același coeficient de date Al pentru diferența dorită pe care nu-l (gap) pentru a produce, de testare tambur 100 se transformă, și printr-o formulă simplă pentru a calcula Al = v (L / N ^ 2), în cazul în care valoarea inductivității L măsurată pe un miez au cu decalajul pe care l-ai tăiat cu tine, N - numărul de virajuri pe care le-ai schițat (recomand să lichidez procesul cu 100 de tururi).
Explicați-vă că astfel de Ae, G și Al nu vor, presupunând că voi înșivă știți de ce aveți nevoie de un gol în circuitul magnetic și ce este Al. De asemenea, permeabilitatea echivalentă a nucleului cu un decalaj poate fi introdusă în calcul, dar nu este utilizată acolo, pur și simplu pentru frumusețe). În formula (16), considerăm numărul de viraje necesare.
Unul dintre cei mai importanți parametri pentru un transformator este valoarea maximă a fluxului de inducție magnetică.
Dacă inducția este mai mare de 0.3T, putem alege fie un circuit magnetic mai mare, fie o mărire a spațiului. Cresterea diferentei, primim o alta valoare a Al si acc. valoarea fluxului de inducție.
În general, experiența de viață arată că este mai bine să nu urcați în lacuri mai mari de 1,5 mm. deoarece se caracterizează prin fenomenele lor parazitare, cum ar fi umflarea liniilor câmpului magnetic, încălzirea bobinelor situate în apropierea spațiului, la temperaturile la care pot să vină "khan", mai scurte de la 0,2 mm la 1,5 mm. Mai puțin de 0,2 - expansiunea temperaturii materialului poate modifica semnificativ parametrii transformatorului. Mai mult de 1,5 mm - a scris mai sus.
Alegerea jugul, și anume prin compararea diferitelor modele, doar secțiunea transversală a miezului (Ae), puteți pierde din vedere faptul că lungimea liniei magnetice afectează, de asemenea Al-deși aceeași secțiune, iar diferența.
De exemplu, miezul magnetic PQ2620 are o arie de secțiune de bază de 122mm.kv, iar ETD34 numai 97mm.kv. dar lungimile liniilor magnetice ale acestor circuite magnetice sunt diferite, iar prin ETD34 este de asemenea posibilă o pompare cu succes a 100W, precum și prin PQ2620. Vreau să spun, luați și numărați toți ferriții apropiați de acele dimensiuni care credeți că pot pompa puterea dorită.
După calculul inducției magnetice în calcul se calculează numărul de rotații ale înfășurării secundare și înfășurării auxiliare, nu mă voi opri în mod specific, metodologia este aceeași ca înainte.
Sper ca cele de mai sus să vă fie de folos. Dezvoltarea SMPS este un rezervor imens al științei aplicate, iar acest „raschetka“ doar o frunză mică din Talmud, care conține întreaga experiență umană, dar este extrem de util în ceea ce privește aplicarea, pentru a dezvolta nepretențios „flaybekov“.
Meu „raschetka“ (și nu este într-adevăr a mea, și moștenit de la creierul ideologic) instrumente destul de primitive, asa ca pot recomanda este de a utiliza o colecție de programe Vladimir Denisenko, care sunt ușor de găsit prin intermediul unui motor de căutare. Cei care "cochează" în subiectul "putere" și au ceva de spus - wels în komenty. Orice critică este binevenită!
Ceea ce este neclar - întrebați-mă, voi completa articolul cu explicații mai detaliate.
Vă puteți ajuta și puteți transfera niște bani la dezvoltarea site-ului
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: