Despre transformatoare Impulse spune un cuvânt

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.

Imaginile nu vor fi în jurul valorii de 18 formule simple și o mulțime de text. Toți cei care doresc să join'm la bord!

Vreau să-ți spun cum să calculeze o astfel de fiară viclean ca o sursă de alimentare flyback transformator de impuls. Obratnohodovik sau flyback - aceasta este, probabil, cel mai popular topologie Convertor puls. În opinia mea, în SMPS, există două foarte importante și delicat moment, - un transformator și o buclă de feedback. În acest articol vreau să arăt una dintre posibilele seturi de ecuații matematice simple, de rezolvare pe care le putem obține date flaybeka transformator foarte real.

Apoi, încerc să scriu pe scurt și clar, astfel încât ai putea sta jos și conta 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 lua în considerare flyback transformator de alimentare cu energie, fără coeficient corector de putere ca cele mai comune, și „raschotka“ Numai până la sol meu sub ea.

Separat, face o notă care se referă la așa-numitul Modul convertor cvasi-rezonant atunci când energia de pompare în transformator începe imediat după o demagnetizare completă a circuitului magnetic. Ie așa-numitul „Raportul curent fără declanșare“ = 1, adică de îndată ce toată energia curgea prin secundar (și disipată în circuitul snubber), rândul său, doar cheia și pompa din nou. Acest mod este recent foarte popular în sursele de alimentare flyback, ca Acesta permite biți pentru a crește eficiența.

Advance rezervare - Următoarea procedură este foarte dur, dar „beton armat“ funcționează, testate în mod repetat, pe transformatoare reale din surse alimentare reale.

Pentru a începe, descărcați raschetku, ochii, kilometraj deschis. Este deja „ciocanul“ valori pentru a calcula transformator de putere cu o putere de 100W.

Deci nu te duci. Pentru a începe calculul, trebuie să ne întrebăm unii parametri inițiali (toate acestea sunt evidențiate cu verde în raschetke), și anume:

1. Puterea de ieșire pentru sursa de alimentare care fac transformator (POUTmax).
2. Tensiunea de alimentare de ieșire (Uout) (1).
3. Tensiunea de ieșire deasupra capului de înfășurare (Ubias) (2).
4. minimă de tensiune de alimentare (UACmin) (3).
5. Tensiunea maximă pe rețeaua (UACmax) (3).
6. Nivelul filtru ondulație rețea condensator redresor (Urpl) (4).
7. Eficiența transformator de așteptat (0,85 ia și să nu piardă) (Ñ).
8. Frecvența convertor de operare (5).
9. Valoarea de vârf a curentului care curge prin înfășurarea cheii de comutare (ILPRpeak) primar (6).

(1) În cazul în care tensiunea de ieșire nizkie- ia în considerare suficient de căderea înainte de tensiune pe diodă.
(2) La majoritatea modele de surse de alimentare, necesită o înfășurare a treia, care este alimentat de la cipul de control.
(3) Luați întotdeauna o marjă, adică dacă specificați un interval de 180-264, ia 160-280.
(4) Acest parametru este adesea posibil să se ghicească numai, să ia 10% din componenta de curent continuu, și nu va fi greșit, de fapt rezultanta de lucru „podrihtuete“ calcul prototip.
(5) Convertizoarele de frecvență la serdechnika- așteptare demagnetizare plutitoare, să ia „plafonul“ astfel încât doresc să primească sarcina completă.
(6) Sper că sunt conștienți de faptul că forma actuală de triunghi, care face naveta cheie care este o cheie, etc.

Deci, prima formulă:

Pentru a simplifica, voi arunca eficiență, și un multiplicator 1000, care au nevoie doar pentru a aduce rezultatul la uH de la Henry, a primit următoarea ecuație:

La prima vedere nu este clar modul în care se transformă. Să încercăm să-l transforme. Trecerea de factori de la dreapta la stânga, obținem.

Noi transforma partea dreaptă, obținem:

Deci, pe partea stângă avem energia conținută în inductanța (manual de fizică, în cazul în care nu este clar). Pe partea dreaptă avem puterea care este consumată în timpul perioadei de conversie. 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, care a fost pompat în transformator de rețea, acesta trebuie să fie egală cu cea a fuzionat în sarcină. Ie toate argumentele sugerează că sursa noastră este deja în execuție, dar nu pornește.

Lăsați la fel până când această formulă (1), atunci vom folosi în raschotke, am vrut doar să arate modul în care aceasta este așa.
Acum, despre opțiunile. Să examinăm cu formula. Fixarea (selectați la libera sa alegere), trei dintre cele patru necunoscute, putem obține valoarea a patra.

Putere (POUTmax), ne-am stabilit deja.

Frecvența, puteți alege pur și simplu la voință. Fără alte formalități să spunem tyknite 50KHz și nu pierde. Urca peste 150kHz nu este necesară, deoarece pierderile de comutație vor fi în mod inutil de mare, chiar și skineffekt nu au nevoie de acest lucru pentru a ne în flaybeke.

curentul de vârf prin înfășurarea primară, și în același timp-cheie ILPRPeak, această opțiune este pe nervii pe care le joacă. Alegerea ILPRPeak de valoare, vom schimba LPR, și împreună cu ea multe alte lucruri. În raschetke mea se va schimba ILPRpeak și urmăriți celelalte celule din tabel, care va fi rezultatele altor formule. Din nou, mai aproape de realitate, pentru 100W putere poate fi setat pentru a începe ILPRpeak = 3 ... 4A.

Încearcă să înlocuiască într-un număr de celule diferite, și veți vedea cum să modificați parametrii altor derivați. În special, selectarea unui vârf de curent „primar“, ne uităm la tensiunea „reflectat“, și din motive de a deveni disponibile în cheile noastre. Doar acest parametru afectează valoarea de vârf a „secundar“ curent, care este de asemenea important, pentru că în flaybekah curenții au o formă dreptunghiulară a unui triunghi, iar valorile maxime la ori mai mare decât efectul, și anume, în cazul în care curentul de sarcină 5A, vârf 50 poate fi, este acolo ghidat de diode și înfășurării pierderi 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), vom calcula cât de mult timp ar trebui să fie deblocate, astfel încât curentul în inductor, atunci când sunt supuse cel mai rău dintre UDCmin noastre a crescut de la zero la ILPRpeak dorit.

Frecventa am stabilit mai devreme în perioada luată în considerare (4). 1000 înmulțiți pentru că ne-am dorit de frecvență în kHz este înregistrată, mai degrabă decât 1000 a lui Hertz.

Partea rămasă a perioadei, care va fi dedicat transferului de energie la sarcină, calculată în conformitate cu formula (5).

Factorul de umplere maxim pentru cea mai gravă tensiune de rețea și tragerea maximă pe condensatorul filtrului se calculează în (6).

„Reflecție“ de tensiune. transformator nostru, flyback, deși, dar încă un transformator se transformă raportul și, prin urmare să-l astfel încât același lucru se aplică. 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), un pic mai complicat, ea „rola“ lasa. obținem:

(7.1) prezintă un punct foarte important, se face referire în „volt egalitatea * intervale de secunde“ oameni. Poate afirmația (7.1) nu este evidentă, sau nu imediat evidente până la utilizare obținută prin (7) ca valoare numerică este, legitimitatea sa nu ezita.

Sper să înțelegi bine că returul, înfășurarea primară la o tensiune de curent continuu, care este filtrul kondensatore- doar o bucată de sârmă, și anume 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 mai trist lucru este că se adaugă la postoyanke. Și exclude de emisie din inductanța de scurgere, păstrați acest lucru în minte, în acest caz special raschetke evidențiată în font roșu.

Apoi, (8) prezintă o tensiune este aplicată pe butonul de pornire de pe pista de retur. Pot fi adăugate direct la tensiunea maximă, care este orientată la cheie, chiar și de peste 200 de volți în acest fel și nu merge prost. Aspect va arăta amplitudinea reală a tensiunii de supratensiuni generate de inductanța de scurgere.

Acum putem calcula raportul de transformare al transformatorului, de exemplu, după cum urmează:

Eu numesc acest lucru raportul de transformare a „inversă“, deoarece Acesta a considerat înapoi. Raportul de transformare Acum clasice care pot fi obținute:

În continuare, se calculează tensiunea maximă care trebuie aplicată dioda redresor în pista de antrenare înainte. 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.

Nu uitați că emisiile de inductanțe parazite ale înfășurărilor de transformare acționează pe diode, inclusiv Când este vorba de surse cu tensiuni de ieșire de mare, face un bilanț al tensiunii minime de 200V. Pentru joasă tensiune, de cel puțin 1,5, și cu atenție uita-te la redresor osciloscop.

De la (12) obținem inductanța transformatorului secundar de înfășurare. Regula este utilizat în formula afirmă că „inductanța înfășurărilor de transformare sunt corelate ca pătrate bobine lor“, deoarece Expresia poate fi reprezentat ca:

În continuare se calculează curentul de vârf al înfășurării secundare. Pregătiți-vă pentru a ajunge acolo un număr destul de mare, pentru că „obratnohod“ și să-l vorbească în „secundar“ - un triunghiular, iar valoarea de vârf poate fi semnificativ mai mare decât curentul de sarcină.

Această formulă este transformat la fel ca prima formulă pentru ILPRpeak.

In (14) este calculat efectivă a curentului prin înfășurarea secundară a transformatorului. A explicat de ce radacina (1-Q) / 3 nu pot, probabil, acest lucru poate fi explicat prin construirea diagramelor și recurgând la geometrie. Apoi conta în sus și valoarea curentă a curentului primar.

Astfel, curenții inductor, frecvențe luate în considerare. Cum de a selecta magnetic, vă întreb, cum să calculeze diferența de non-magnetic? Pentru a începe, noi „conta în sus“, bazată pe experiențele lor de viață, și „a condus“ opțiunile sale în raschetku, în căutarea de inducție Calculați, puteți selecta un jug diferit. Aici am vrut să 100W putere, cu o tensiune de ieșire de 12V. Eu iau „din tavan“ dimensiunea PQ2620 magnetice.

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 avea Al = √ (L / N ^ 2), în cazul în care valoarea inductivității L măsurată pe un miez propilenă ai clearance-ul, N - numărul de rotații pe care le-am subliniat (vă recomandăm pentru a testa vânt de 100 de ture).

Explica ce este Ae, G, și Al nu, presupunând că știi de ce te ai nevoie de un decalaj al miezului magnetic, și că este Al. De asemenea, raschetku poate intra permeabilitatea echivalenta a miezului cu un decalaj, dar ea nu este folosit doar pentru frumusete). În formula (16) își asumă numărul necesar de rotații.

Unul dintre cei mai importanți parametri pentru valoarea de vârf transformatora- a fluxului magnetic.

În cazul în care inducerea de mai mult de 0,3Tl, sau pot alege un magnetic mai mare, sau de a crește diferența. Creșterea decalajului vom obține o valoare diferită și, respectiv, Al. valoarea curentului de inducție.

În general, experiența arată că este mai bine să nu urce în golurile de mai mult de 1,5 mm. deoarece acestea sunt caracterizate prin efectele lor parazitare, cum ar fi flambaj liniilor de câmp magnetic, de încălzire a bobinelor lângă diferența, la temperaturi care pot veni „khan“, mai scurt de la 0.2mm la 1.5mm. Mai puțin 0.2- materialul de dilatare termică poate schimba în mod semnificativ parametrii transformatorului. Mai multe 1.5mm - 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: PQ2620 magnetic are o arie a secțiunii transversale a 122mm.kv miezului și ETD34 numai 97mm.kv. dar lungimea acestor linii de miezuri magnetice sunt diferite, și într-un așa-ETD34, de asemenea, poate sângerat cu succes 100W ca prin PQ2620. Vreau să spun, că iau și substitut în toate ferrrity raschetku, care sunt aproape de dimensiunea pe care credeți că puteți pompa de ieșire dorit.
După calculul inducției magnetice în calcul raschetke este numărul de rotații ale înfășurării secundare și auxiliare bobinaj, mai ales că nu voi insista asupra ei, metodologia este aceeași ca și mai înainte.

Sper că va fi util în scris mai sus. 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 „taie“ în „putere“ temă, și care este de a say- Bine ati venit la blog komenty meu. Orice critică este binevenit!

Ce este clar - cere, trebuie să adaug articolul mai multe explicații detaliate.