Experiència d'experts en maquinari en disseny de fonts d'alimentació commutada
Les fonts d'alimentació de commutació es divideixen en dues formes, aïllades i no aïllades. Aquí parlem principalment de la topologia de les fonts d'alimentació de commutació aïllades. A continuació, tret que s'especifiqui el contrari, tots es refereixen a fonts d'alimentació aïllades. Segons diferents formes estructurals, les fonts d'alimentació aïllades es poden dividir en dues categories: endavant i retrocés. El flyback significa que quan el costat primari del transformador està encès, el costat secundari s'apaga i el transformador emmagatzema energia. Quan es talla el costat primari, s'activa el costat secundari i l'energia s'allibera a l'estat de treball de la càrrega. En general, la font d'alimentació convencional flyback té més tubs individuals, i els tubs dobles no són habituals. El tipus directe significa que quan el costat primari del transformador està encès, el costat secundari indueix la tensió corresponent i l'emet a la càrrega, i l'energia es transmet directament a través del transformador. D'acord amb les especificacions, es pot dividir en cap endavant convencional, inclòs cap endavant d'un sol tub i cap endavant de doble tub. Tant els circuits de mig pont com els de pont són circuits directes.
Els circuits d'anada i tornada tenen les seves pròpies característiques i es poden utilitzar de manera flexible per aconseguir el millor rendiment de costos en el procés de disseny del circuit. En general, el tipus flyback es pot utilitzar en ocasions de poca potència. Un una mica més gran pot utilitzar un circuit directe d'un sol tub, una potència mitjana pot utilitzar un circuit directe de doble tub o un circuit de mig pont, i un circuit push-pull es pot utilitzar per a baixa tensió, que és el mateix que el mig pont. Per a una sortida d'alta potència, generalment s'utilitza un circuit de pont i també es pot utilitzar un circuit push-pull per a baixa tensió.
A causa de la seva estructura senzilla, la font d'alimentació flyback estalvia una inductància que és aproximadament la mateixa mida que el transformador i s'utilitza àmpliament en fonts d'alimentació petites i mitjanes. En algunes introduccions, s'esmenta que la potència de la font d'alimentació de retorn només pot arribar a desenes de watts, i no hi ha cap avantatge si la potència de sortida supera els 100 watts, i és difícil d'adonar-se. Crec que això és generalment així, però no ho puc generalitzar. El xip TOP de l'empresa PI pot arribar als 300 watts. Hi ha articles que presenten que la font d'alimentació flyback pot arribar a milers de watts, però no he vist la realitat. La potència de sortida està relacionada amb el nivell de tensió de sortida.
La inductància de fuga del transformador d'alimentació de retorn és un paràmetre molt crític. Com que la font d'alimentació de retorn necessita el transformador per emmagatzemar energia, per tal d'aprofitar al màxim el nucli de ferro del transformador, generalment es requereix un buit d'aire al circuit magnètic. L'objectiu és canviar la histèresi del nucli de ferro. La inclinació del bucle permet que el transformador suporti l'impacte de grans corrents de pols sense que el nucli de ferro entri en un estat no lineal saturat. L'espai d'aire al circuit magnètic es troba en un estat de reluctància alta i la fuita de flux magnètic al circuit magnètic és molt més gran que la d'un circuit magnètic completament tancat. .
L'acoblament entre els pols primaris del transformador també és un factor clau per determinar la inductància de fuga. Per tal que les bobines del pol primari siguin tan properes com sigui possible, es pot utilitzar el mètode de bobinatge sandvitx, però això augmentarà la capacitat distribuïda del transformador. Trieu el nucli de ferro amb una finestra relativament llarga tant com sigui possible per reduir la inductància de fuites. Per exemple, l'efecte d'utilitzar nuclis magnètics de tipus EE, EF, EER i PQ és millor que el del tipus EI.
Pel que fa al cicle de treball de la font d'alimentació de retorn, en principi el cicle de treball màxim de la font d'alimentació de retorn ha de ser inferior a {{0}}.5, en cas contrari, el bucle no és fàcil de compensar i pot ser inestable, però hi ha algunes excepcions, com ara els xips de la sèrie TOP llançats per l'empresa nord-americana PI. Pot funcionar amb la condició que el cicle de treball sigui superior a 0,5. El cicle de treball està determinat per la relació de voltes dels costats primari i secundari del transformador. La meva opinió sobre com fer un vol és determinar primer la tensió reflectida (la tensió de sortida es reflecteix al valor de tensió del costat primari a través de l'acoblament del transformador) i la tensió reflectida augmenta dins d'un determinat rang de tensió. El cicle de treball augmenta i es redueix la pèrdua del tub de commutació. A mesura que disminueix la tensió reflectida, el cicle de treball disminueix i la pèrdua del tub de commutació augmenta. Per descomptat, això també té un requisit previ. Quan el cicle de treball augmenta, significa que el temps de conducció del díode de sortida s'escurça. Per mantenir la sortida estable, estarà garantit pel corrent de descàrrega del condensador de sortida amb més freqüència, i el condensador de sortida suportarà una freqüència més alta. El corrent d'ondulació s'escorre i fa que s'escalfi, cosa que no es permet en moltes condicions. Augmentar el cicle de treball i canviar la relació de girs del transformador augmentarà la inductància de fuites del transformador i canviarà el seu rendiment general. Quan l'energia d'inductància de fuga és prou gran fins a cert punt, pot compensar completament la baixa pèrdua causada pel gran servei del tub de l'interruptor. No té sentit augmentar el cicle de treball, i fins i tot pot trencar el tub de l'interruptor a causa de l'alta tensió de pic inversa de la inductància de fuga. A causa de la gran inductància de fuites, la ondulació de sortida i alguns altres indicadors electromagnètics es poden deteriorar. Quan el cicle de treball és petit, el valor efectiu del corrent del tub del commutador és alt i el valor efectiu del corrent primari del transformador és gran, cosa que redueix l'eficiència del convertidor, però pot millorar les condicions de treball del condensador de sortida. i reduir la generació de calor.
Com determinar la tensió reflectida del transformador (és a dir, el cicle de treball)
Alguns internautes van esmentar la configuració de paràmetres i l'anàlisi de l'estat de treball del bucle de retroalimentació de la font d'alimentació de commutació. Com que era pobre en matemàtiques avançades quan estava a l'escola, gairebé vaig haver de fer l'examen de recuperació de "Principis de control automàtic". Encara tinc por d'aquest tema i fins ara no puc escriure completament la funció de transferència del sistema de bucle tancat. Em sento pel concepte de zero i pol del sistema. És molt vague i, mirant el diagrama de Bode, només es pot dir aproximadament si és divergent o convergent, així que no m'atreveixo a dir tonteries sobre la compensació de retroalimentació, però tinc alguns suggeriments. Si teniu algunes habilitats matemàtiques i temps d'estudi, podeu consultar el llibre de text universitari "Principis de control automàtic" i digerir-lo acuradament i combinar-lo amb el circuit d'alimentació de commutació real per analitzar-lo segons l'estat de treball. Segurament hi haurà alguna cosa a guanyar. Hi ha una publicació al fòrum "Disseny i ajustament de bucles de retroalimentació d'aprenentatge i aprenentatge", en la qual CMG va respondre molt bé, i crec que es pot utilitzar com a referència.
Avui parlaré del cicle de treball de la font d'alimentació de retorn (presto atenció a la tensió reflectida, que és coherent amb el cicle de treball). El cicle de treball també està relacionat amb la tensió de resistència del tub de commutació seleccionat. Algunes fonts d'alimentació de retorn inicial utilitzen interruptors de tensió de resistència relativament baixa. Els tubs, com ara 600 V o 650 V com a tubs de commutació per a una potència d'entrada de 220 V CA, poden estar relacionats amb el procés de producció en aquell moment. Els tubs d'alta tensió de resistència no són fàcils de fabricar, o els tubs de baixa tensió tenen una pèrdua de conducció i característiques de commutació més raonables, com aquesta línia. La tensió reflectida no hauria de ser massa alta, en cas contrari, per tal que el tub de commutació funcioni en un rang segur. , la potència perduda pel circuit d'absorció també és considerable. La pràctica ha demostrat que la tensió reflectida del tub de 600 V no ha de superar els 100 V i la tensió reflectida del tub de 650 V no ha de superar els 120 V. Quan el valor de voltatge màxim de la inductància de fuga es fixa a 50 V, el tub encara té un marge de treball de 50 V. Ara, a causa de la millora del nivell del procés de fabricació dels tubs MOS, la font d'alimentació general flyback adopta tubs de commutació de 700 V o 750 V o fins i tot 800-900V. Com aquest tipus de circuit, també es pot augmentar la tensió de reflexió d'alguns transformadors de commutació amb una capacitat anti-sobretensió més forta. La tensió de reflexió màxima és més adequada a 150 V i es pot obtenir un millor rendiment global. El xip TOP de l'empresa PI recomana utilitzar un díode de supressió de tensió transitòria per subjectar 135 V. Tanmateix, el seu tauler d'avaluació generalment té una tensió reflectida inferior a aquest valor al voltant de 110 V. Tots dos tipus tenen pros i contres:
La primera categoria: capacitat anti-sobretensió feble, cicle de treball petit i gran corrent de pols primari del transformador. Avantatges: petita inductància de fuites del transformador, baixa radiació electromagnètica, alt índex d'ondulació, petita pèrdua de tub de commutació, l'eficiència de conversió no és necessàriament inferior a la del segon tipus.
La segona categoria: desavantatges La pèrdua del tub de commutació és més gran, la inductància de fuites del transformador és més gran i l'ondulació és pitjor. Avantatges: resistència a la sobretensió més forta, cicle de treball més gran, menor pèrdua de transformador i major eficiència.
