Pengalaman pakar perangkat keras dalam mengalihkan desain catu daya
Switching catu daya dibagi menjadi dua bentuk, terisolasi dan tidak terisolasi. Di sini kita terutama berbicara tentang topologi catu daya switching terisolasi. Berikut ini, kecuali ditentukan lain, semuanya mengacu pada catu daya terisolasi. Menurut bentuk struktural yang berbeda, catu daya terisolasi dapat dibagi menjadi dua kategori: maju dan terbang balik. Flyback berarti ketika sisi primer trafo dihidupkan, sisi sekunder dimatikan, dan trafo menyimpan energi. Ketika sisi primer terputus, sisi sekunder dihidupkan, dan energi dilepaskan ke kondisi kerja beban. Umumnya, catu daya flyback konvensional memiliki lebih banyak tabung tunggal, dan tabung ganda tidak umum. Tipe maju berarti bahwa ketika sisi primer transformator dihidupkan, sisi sekunder menginduksi tegangan yang sesuai dan mengeluarkannya ke beban, dan energi ditransmisikan langsung melalui transformator. Menurut spesifikasinya, dapat dibagi menjadi maju konvensional, termasuk maju tabung tunggal dan maju tabung ganda. Sirkuit setengah jembatan dan jembatan adalah sirkuit maju.
Sirkuit forward dan flyback memiliki karakteristiknya masing-masing, dan dapat digunakan secara fleksibel untuk mencapai kinerja biaya terbaik dalam proses perancangan sirkuit. Umumnya, tipe flyback dapat digunakan pada saat-saat berdaya rendah. Yang sedikit lebih besar dapat menggunakan rangkaian maju tabung tunggal, daya menengah dapat menggunakan rangkaian maju dua tabung atau rangkaian setengah jembatan, dan rangkaian dorong-tarik dapat digunakan untuk tegangan rendah, yang sama dengan tegangan rendah. setengah jembatan. Untuk output daya tinggi, rangkaian jembatan umumnya digunakan, dan rangkaian push-pull juga dapat digunakan untuk tegangan rendah.
Karena strukturnya yang sederhana, catu daya flyback menghemat induktansi yang ukurannya kira-kira sama dengan trafo, dan banyak digunakan pada catu daya kecil dan menengah. Dalam beberapa pengantar disebutkan bahwa daya catu daya flyback hanya dapat mencapai puluhan watt, dan tidak ada keuntungan jika daya keluaran melebihi 100 watt, dan sulit untuk diwujudkan. Saya pikir ini umumnya terjadi, tetapi saya tidak bisa menggeneralisasikannya. Chip TOP perusahaan PI bisa mencapai 300 watt. Ada artikel yang memperkenalkan catu daya flyback bisa mencapai ribuan watt, tapi saya belum melihat yang sebenarnya. Daya output terkait dengan level tegangan output.
Induktansi kebocoran transformator catu daya flyback adalah parameter yang sangat kritis. Karena catu daya flyback membutuhkan trafo untuk menyimpan energi, agar inti besi trafo dapat digunakan sepenuhnya, biasanya diperlukan celah udara di sirkuit magnetik. Tujuannya adalah untuk mengubah histeresis inti besi Kemiringan loop memungkinkan transformator untuk menahan dampak arus pulsa yang besar tanpa inti besi memasuki keadaan nonlinier jenuh. Celah udara di sirkuit magnetik berada dalam keadaan keengganan tinggi, dan kebocoran fluks magnet di sirkuit magnetik jauh lebih besar daripada di sirkuit magnetik yang tertutup sepenuhnya. .
Kopling antara kutub utama transformator juga merupakan faktor kunci dalam menentukan induktansi kebocoran. Untuk membuat gulungan kutub primer sedekat mungkin, metode belitan sandwich dapat digunakan, tetapi ini akan meningkatkan kapasitansi transformator yang didistribusikan. Pilih inti besi dengan jendela yang relatif panjang sebanyak mungkin untuk mengurangi induktansi kebocoran. Misalnya, efek penggunaan inti magnet tipe EE, EF, EER, dan PQ lebih baik daripada tipe EI.
Mengenai siklus kerja catu daya flyback, pada prinsipnya siklus kerja maksimum catu daya flyback harus kurang dari {{0}}.5, jika tidak, loop tidak mudah dikompensasi dan mungkin tidak stabil, tetapi ada beberapa pengecualian, seperti chip seri TOP yang diluncurkan oleh perusahaan PI Amerika dapat bekerja dengan syarat siklus tugas lebih besar dari 0,5. Siklus tugas ditentukan oleh rasio belitan sisi primer dan sekunder transformator. Pendapat saya tentang melakukan flyback adalah pertama-tama menentukan tegangan yang dipantulkan (tegangan keluaran dipantulkan ke nilai tegangan sisi primer melalui kopling transformator), dan tegangan yang dipantulkan meningkat dalam rentang tegangan tertentu. Siklus tugas kerja meningkat, dan kerugian tabung switching berkurang. Ketika tegangan yang dipantulkan berkurang, siklus kerja berkurang, dan hilangnya tabung switching meningkat. Tentu saja, ini juga memiliki prasyarat. Ketika siklus tugas meningkat, itu berarti waktu konduksi dioda keluaran dipersingkat. Untuk menjaga agar keluaran tetap stabil, arus pelepasan kapasitor keluaran akan dijamin lebih sering, dan kapasitor keluaran akan menahan frekuensi tinggi yang lebih besar. Arus riak menggerus dan membuatnya memanas, yang tidak diperbolehkan dalam banyak kondisi. Meningkatkan siklus tugas dan mengubah rasio belitan trafo akan meningkatkan induktansi kebocoran trafo dan mengubah kinerjanya secara keseluruhan. Ketika energi induktansi kebocoran cukup besar sampai batas tertentu, itu dapat sepenuhnya mengimbangi kerugian rendah yang disebabkan oleh tugas besar tabung sakelar. Tidak ada gunanya meningkatkan siklus kerja, dan bahkan dapat merusak tabung sakelar karena tegangan puncak terbalik yang tinggi dari induktansi bocor. Karena induktansi kebocoran yang besar, riak keluaran dan beberapa indikator elektromagnetik lainnya dapat memburuk. Ketika siklus kerja kecil, nilai efektif arus tabung sakelar tinggi, dan nilai efektif arus primer transformator besar, yang mengurangi efisiensi konverter, tetapi dapat meningkatkan kondisi kerja kapasitor keluaran dan mengurangi pembentukan panas.
Cara Menentukan Tegangan Terpantul Transformator (yaitu Siklus Tugas)
Beberapa netizen menyebutkan pengaturan parameter dan analisis status kerja dari loop umpan balik catu daya switching. Karena saya miskin dalam matematika lanjutan ketika saya masih di sekolah, saya hampir harus mengikuti ujian susulan untuk "Prinsip Kontrol Otomatis". Saya masih takut dengan subjek ini, dan sampai sekarang saya tidak dapat sepenuhnya menulis fungsi transfer dari sistem loop tertutup. Saya merasa tentang konsep nol dan kutub sistem. Ini sangat kabur, dan melihat diagram Bode hanya dapat mengetahui secara kasar apakah itu divergen atau konvergen, jadi saya tidak berani berbicara omong kosong tentang kompensasi umpan balik, tetapi saya punya beberapa saran. Jika Anda memiliki beberapa keterampilan matematika dan waktu belajar, Anda dapat menemukan buku teks universitas "Prinsip Kontrol Otomatis" dan mencernanya dengan hati-hati, dan menggabungkannya dengan rangkaian catu daya switching yang sebenarnya untuk menganalisisnya sesuai dengan status kerja. Pasti akan ada sesuatu yang didapat. Ada posting di forum "Magang dan Belajar Desain dan Penyesuaian Putaran Umpan Balik", di mana CMG menjawab dengan sangat baik, dan menurut saya itu bisa digunakan sebagai referensi.
Hari ini saya akan berbicara tentang siklus tugas dari catu daya flyback (saya memperhatikan tegangan yang dipantulkan, yang konsisten dengan siklus tugas). Siklus tugas juga terkait dengan tegangan tahan dari tabung sakelar yang dipilih. Beberapa catu daya flyback awal menggunakan sakelar tegangan tahan yang relatif rendah. Tabung, seperti 600V atau 650V sebagai switching tabung untuk daya input AC 220V, mungkin terkait dengan proses produksi saat itu. Tabung tegangan tahan tinggi tidak mudah dibuat, atau tabung tegangan tahan rendah memiliki kerugian konduksi dan karakteristik switching yang lebih masuk akal, seperti garis ini Tegangan yang dipantulkan tidak boleh terlalu tinggi, jika tidak, untuk membuat tabung switching bekerja dalam kisaran yang aman , daya yang hilang oleh rangkaian penyerapan juga cukup besar. Praktik telah membuktikan bahwa tegangan pantulan tabung 600V tidak boleh melebihi 100V, dan tegangan pantulan tabung 650V tidak boleh melebihi 120V. Ketika nilai tegangan puncak induktansi bocor dijepit pada 50V, tabung masih memiliki margin kerja 50V. Sekarang karena peningkatan tingkat proses pembuatan tabung MOS, catu daya flyback umum mengadopsi tabung pengalih 700V atau 750V atau bahkan 800-900V. Seperti rangkaian semacam ini, tegangan pantulan beberapa transformator pensaklaran dengan kemampuan anti-tegangan lebih kuat juga dapat dibuat lebih tinggi. Tegangan pantulan maksimum lebih cocok pada 150V, dan kinerja keseluruhan yang lebih baik dapat diperoleh. Chip TOP perusahaan PI merekomendasikan penggunaan dioda penekan tegangan transien untuk menjepit 135V. Namun, papan evaluasinya umumnya memiliki tegangan pantulan yang lebih rendah dari nilai ini sekitar 110V. Kedua jenis memiliki pro dan kontra:
Kategori pertama: Kemampuan anti-tegangan lebih lemah, siklus tugas kecil, dan arus pulsa primer transformator yang besar. Keuntungan: induktansi kebocoran trafo kecil, radiasi elektromagnetik rendah, indeks riak tinggi, kehilangan tabung switching kecil, efisiensi konversi belum tentu lebih rendah dari tipe kedua.
Kategori kedua: Kerugian Kehilangan tabung switching lebih besar, induktansi kebocoran trafo lebih besar, dan riak lebih buruk. Keuntungan: resistensi tegangan berlebih yang lebih kuat, siklus tugas yang lebih besar, kerugian trafo yang lebih rendah, dan efisiensi yang lebih tinggi.
