Riistvaraeksperdi kogemus lülitustoite projekteerimisel
Lülitustoiteallikad jagunevad kahte tüüpi, isoleeritud ja isoleerimata. Siin räägime peamiselt isoleeritud lülitustoiteallikate topoloogiast. Alljärgnevas, kui pole teisiti märgitud, viitavad need kõik isoleeritud toiteallikatele. Erinevate konstruktsioonivormide järgi võib isoleeritud toiteallikad jagada kahte kategooriasse: edasi ja tagasi. Tagasilend tähendab, et kui trafo primaarpool on sisse lülitatud, lülitub sekundaarne pool välja ja trafo salvestab energiat. Kui esmane külg on ära lõigatud, lülitatakse sekundaarne külg sisse ja energia vabaneb koormuse tööolekusse. Üldiselt on tavalisel tagasilöögitoiteallikal rohkem üksikuid torusid ja topelttorusid pole levinud. Pärisuunaline tüüp tähendab, et kui trafo primaarpool sisse lülitada, indutseerib sekundaarpool vastava pinge ja väljastab selle koormusele ning energia edastatakse otse trafo kaudu. Vastavalt spetsifikatsioonidele saab selle jagada tavapäraseks ettepoole, sealhulgas ühe toruga edasi ja kahe toruga edasi. Nii poolsild- kui ka sildahelad on pärivooluahelad.
Edasi- ja tagasilöögiahelatel on oma omadused ning neid saab kasutada paindlikult, et saavutada vooluringi projekteerimisel parim kulutasuvus. Üldiselt saab flyback tüüpi kasutada vähese energiatarbega juhtudel. Veidi suurem võib kasutada ühe toruga pärivooluahelat, keskmise võimsusega kahetorulist pärivooluahelat või poolsildaahelat ning madalpinge jaoks saab kasutada tõukeahelat, mis on sama, mis poolsild. Suure väljundvõimsuse jaoks kasutatakse tavaliselt sillaahelat ja madalpinge jaoks saab kasutada ka push-pull ahelat.
Tänu oma lihtsale struktuurile säästab tagasilöögitoiteallika induktiivsus, mis on umbes sama suur kui trafo ja mida kasutatakse laialdaselt väikestes ja keskmistes toiteallikates. Mõnes tutvustuses on mainitud, et flyback-toiteallika võimsus võib küündida vaid kümnetesse vattidesse ning eelist pole, kui väljundvõimsus ületab 100 vatti ning seda on raske realiseerida. Ma arvan, et see on üldiselt nii, aga ma ei saa seda üldistada. PI ettevõtte TOP kiip võib ulatuda 300 vatti. On artikleid, mis tutvustavad Flyback-toiteallikat, mis võib ulatuda tuhandetesse vattidesse, kuid ma pole päris asja näinud. Väljundvõimsus on seotud väljundpinge tasemega.
Flyback-toiteallika trafo lekkeinduktiivsus on väga kriitiline parameeter. Kuna tagasilöögitoiteallikas vajab trafot energia salvestamiseks, on trafo raudsüdamiku täielikuks ärakasutamiseks tavaliselt vaja magnetahelas õhuvahet. Eesmärk on muuta raudsüdamiku hüstereesi Silmuse kalle võimaldab trafol vastu pidada suurte impulssvoolude mõjule, ilma et raudsüdamik küllastunud mittelineaarsesse olekusse satuks. Magnetahela õhupilu on kõrge reluktantsusega ja magnetvoo leke magnetahelas on palju suurem kui täielikult suletud magnetahelas. .
Lekkeinduktiivsuse määramisel on võtmetegur ka trafo primaarpooluste vaheline ühendus. Primaarpooluse pooluste võimalikult lähedale paigutamiseks võib kasutada kihtmähise meetodit, kuid see suurendab trafo hajutatud mahtuvust. Lekkeinduktiivsuse vähendamiseks valige võimalikult suure aknaga rauasüdamik. Näiteks EE, EF, EER ja PQ tüüpi magnetsüdamike kasutamise mõju on parem kui EI tüüpi.
Flyback-toiteallika töötsükli osas peaks põhimõtteliselt lendava toiteallika maksimaalne töötsükkel olema väiksem kui {{0}},5, vastasel juhul ei ole ahelat lihtne kompenseerida ja see võib olla ebastabiilne, kuid on ka erandeid, näiteks Ameerika PI-ettevõtte TOP-seeria kiibid on See võib töötada tingimusel, et töötsükkel on suurem kui 0,5. Töötsükkel määratakse trafo primaar- ja sekundaarkülje pöördesuhtega. Minu arvamus flybacki tegemisel on esmalt määrata peegeldunud pinge (väljundpinge peegeldub trafo sidestuse kaudu primaarpoole pinge väärtusele) ja peegeldunud pinge tõuseb teatud pingevahemikus. Töötsüklit suurendatakse ja lülitustoru kadu väheneb. Kui peegeldunud pinge väheneb, väheneb töötsükkel ja lülitustoru kadu suureneb. Muidugi on sellel ka oma eeldus. Kui töötsükkel suureneb, tähendab see, et väljunddioodi juhtivusaeg lüheneb. Väljundi stabiilsena hoidmiseks tagatakse see sagedamini väljundkondensaatori tühjendusvooluga ja väljundkondensaator peab vastu suuremale kõrgele sagedusele. Lainetusvool nühib ja paneb selle kuumenema, mis pole paljudel tingimustel lubatud. Töötsükli suurendamine ja trafo pöördesuhte muutmine suurendab trafo lekkeinduktiivsust ja muudab selle üldist jõudlust. Kui lekkeinduktiivsuse energia on teatud piirini piisavalt suur, võib see täielikult kompenseerida lülititoru suurest koormusest põhjustatud väikese kadu. Töötsüklit pole mõtet suurendada ja see võib lekkeinduktiivsuse kõrge pöördtipppinge tõttu isegi lüliti toru ära lõhkuda. Suure lekkeinduktiivsuse tõttu võib väljundi pulsatsioon ja mõned muud elektromagnetnäitajad halveneda. Kui töötsükkel on väike, on lülititoru voolu efektiivne väärtus kõrge ja trafo primaarvoolu efektiivne väärtus on suur, mis vähendab muunduri efektiivsust, kuid võib parandada väljundkondensaatori töötingimusi. ja vähendada soojuse teket.
Kuidas määrata trafo peegeldunud pinget (st töötsükkel)
Mõned netiinimesed mainisid lülitustoiteallika tagasisideahela parameetrite seadistust ja tööoleku analüüsi. Kuna ma olin kooliajal matemaatikas kehv, pidin peaaegu tegema "Automaatjuhtimise põhimõtete" paranduseksami. Ma kardan seda teemat siiani ja ei oska suletud ahela süsteemi ülekandefunktsiooni siiani lõpuni kirjutada. Ma tunnen süsteemi nulli ja pooluse kontseptsiooni. See on väga ebamäärane ja Bode diagrammi vaadates saab vaid umbkaudselt aru, kas see lahkneb või läheneb, nii et ma ei julge tagasiside kompenseerimisest lolli rääkida, kuid mul on mõned ettepanekud. Kui teil on mõningaid matemaatilisi oskusi ja veidi õppimisaega, saate tutvuda ülikooliõpikuga "Automaatjuhtimise põhimõtted" ja see hoolikalt läbi seedida ning kombineerida tegeliku lülitustoiteahelaga, et analüüsida seda vastavalt tööolekule. Kindlasti on midagi võita. Foorumis on postitus "Õpipoisiõppe ja õppimise tagasisideahela kujundamine ja kohandamine", milles CMG vastas väga hästi ja ma arvan, et seda saab viitena kasutada.
Täna räägin tagasilöögi toiteallika töötsüklist (pööran tähelepanu peegeldunud pingele, mis on töötsükliga kooskõlas). Töötsükkel on seotud ka valitud lülitustoru vastupidavuse pingega. Mõned varajased tagasilöögitoiteallikad kasutavad suhteliselt madala vastupidavusega pingelüliteid. Torud, näiteks 600 V või 650 V vahelduvvoolu 220 V sisendvõimsuse lülitustorud, võivad olla seotud tootmisprotsessiga sel ajal. Kõrge vastupidavusega pingetorusid ei ole lihtne valmistada või madala vastupidavusega torudel on mõistlikum juhtivuskadu ja lülitusomadused, nagu sellel liinil Peegeldunud pinge ei tohiks olla liiga kõrge, vastasel juhul, et lülitustoru töötaks ohutus vahemikus , on ka neeldumisahela kaotatud võimsus märkimisväärne. Praktika on tõestanud, et 600 V toru peegeldunud pinge ei tohiks ületada 100 V ja 650 V toru peegeldunud pinge ei tohiks ületada 120 V. Kui lekkeinduktiivsuse tipppinge väärtus on fikseeritud 50 V juures, on toru töövaru endiselt 50 V. Tänu MOS-torude tootmisprotsessi taseme paranemisele kasutab üldine flyback-toiteallikas 700 V või 750 V või isegi 800-900V lülitustorusid. Sarnaselt sellisele vooluringile saab ka mõne tugevama ülepingevastase võimega lülitustrafo peegelduspinget tõsta. Maksimaalne peegelduspinge on sobivam 150 V juures ja saavutatakse parem üldine jõudlus. PI-ettevõtte TOP-kiip soovitab 135 V pinge kinnitamiseks kasutada ajutise pinge summutamise dioodi. Kuid tema hindamisplaadi peegelduspinge on tavaliselt sellest väärtusest madalam umbes 110 V juures. Mõlemal tüübil on plusse ja miinuseid:
Esimene kategooria: nõrk ülepingevastane võime, väike töötsükkel ja trafo suur primaarimpulssvool. Eelised: trafo väike lekkeinduktiivsus, madal elektromagnetkiirgus, kõrge pulsatsiooniindeks, väike lülitustoru kadu, muundamise efektiivsus ei pruugi olla madalam kui teist tüüpi.
Teine kategooria: Puudused Lülitustoru kadu on suurem, trafo lekkeinduktiivsus on suurem ja pulsatsioon halvem. Eelised: tugevam ülepingetakistus, suurem töötsükkel, väiksem trafo kadu ja suurem efektiivsus.
