Izkušnje strokovnjaka za strojno opremo pri oblikovanju stikalnega napajalnika
Stikalne napajalnike delimo na dve vrsti, izolirane in neizolirane. Tu govorimo predvsem o topologiji izoliranih stikalnih napajalnikov. Če ni navedeno drugače, se v nadaljevanju vsi nanašajo na izolirane napajalnike. Glede na različne strukturne oblike lahko izolirane napajalnike razdelimo v dve kategoriji: naprej in nazaj. Povratni prelet pomeni, da ko je primarna stran transformatorja vklopljena, se sekundarna stran izklopi in transformator shranjuje energijo. Ko je primarna stran odrezana, se sekundarna stran vklopi in energija se sprosti v delovno stanje bremena. Na splošno ima običajni povratni napajalnik več enojnih cevi, dvojne cevi pa niso običajne. Prednji tip pomeni, da ko je primarna stran transformatorja vklopljena, sekundarna stran inducira ustrezno napetost in jo oddaja bremenu, energija pa se neposredno prenaša skozi transformator. Glede na specifikacije ga lahko razdelimo na običajne sprednje, vključno z enocevnimi sprednjimi in dvocevnimi sprednjimi. Tako polmostna kot mostna vezja so prednja vezja.
Naprej in povratno vezje imata svoje značilnosti in ju je mogoče uporabljati prilagodljivo, da dosežemo najboljšo stroškovno učinkovitost v procesu načrtovanja vezja. Na splošno se lahko povratni prelet uporablja v primerih nizke porabe energije. Nekoliko večji lahko uporablja enocevno prednje vezje, srednje močno lahko uporablja dvocevno prednje vezje ali polmostno vezje, potisno-vlečno vezje pa se lahko uporablja za nizko napetost, kar je enako kot pol-most. Za visoko izhodno moč se običajno uporablja mostično vezje, za nizko napetost pa se lahko uporablja tudi potisno-vlečno vezje.
Zaradi svoje preproste strukture povratni napajalnik prihrani induktivnost, ki je približno enake velikosti kot transformator, in se pogosto uporablja v majhnih in srednjih napajalnikih. V nekaterih uvodih je omenjeno, da lahko moč flyback napajalnika doseže le desetine vatov in ni prednosti, če izhodna moč presega 100 vatov, in je težko uresničiti. Mislim, da je to na splošno tako, vendar tega ne morem posploševati. TOP čip podjetja PI lahko doseže 300 vatov. Obstajajo članki, ki predstavljajo povratno napajanje, ki lahko doseže na tisoče vatov, vendar nisem videl prave stvari. Izhodna moč je povezana z nivojem izhodne napetosti.
Induktivnost uhajanja transformatorja za povratno napajanje je zelo kritičen parameter. Ker povratni napajalnik potrebuje transformator za shranjevanje energije, je za popolno uporabo železnega jedra transformatorja v magnetnem vezju običajno potrebna zračna reža. Namen je spremeniti histerezo železnega jedra. Naklon zanke omogoča transformatorju, da prenese udarce velikih impulznih tokov, ne da bi železno jedro prešlo v nasičeno nelinearno stanje. Zračna reža v magnetnem vezju je v stanju velikega upora, uhajanje magnetnega toka v magnetnem vezju pa je veliko večje kot v popolnoma zaprtem magnetnem vezju. .
Sklop med primarnimi poli transformatorja je tudi ključni dejavnik pri določanju induktivnosti uhajanja. Da bi bile tuljave primarnega pola čim bližje, je mogoče uporabiti metodo sendvič navijanja, vendar bo to povečalo porazdeljeno kapacitivnost transformatorja. Izberite železno jedro z razmeroma dolgim oknom, kolikor je mogoče, da zmanjšate induktivnost uhajanja. Na primer, učinek uporabe magnetnih jeder tipa EE, EF, EER in PQ je boljši od učinka tipa EI.
Kar zadeva obratovalni cikel povratnega napajalnika, mora biti načeloma največji delovni cikel povratnega napajalnika manjši od {{0}}.5, sicer zanke ni enostavno kompenzirati in je lahko nestabilna, vendar obstajajo nekatere izjeme, na primer čipi serije TOP, ki jih je lansiralo ameriško podjetje PI, lahko delujejo pod pogojem, da je delovni cikel večji od 0,5. Obratovalni cikel je določen z razmerjem obratov primarne in sekundarne strani transformatorja. Moje mnenje o izvajanju flybacka je, da najprej določimo odbito napetost (izhodna napetost se odbije do napetostne vrednosti primarne strani skozi sklop transformatorja), odbita napetost pa se poveča v določenem območju napetosti. Delovni cikel se poveča, izguba preklopne cevi pa se zmanjša. Ko se odbita napetost zmanjša, se delovni cikel zmanjša, izguba preklopne cevi pa se poveča. Seveda ima to tudi predpogoj. Ko se delovni cikel poveča, to pomeni, da se prevodni čas izhodne diode skrajša. Da bo izhod stabilen, ga bo pogosteje zagotavljal tok praznjenja izhodnega kondenzatorja, izhodni kondenzator pa bo vzdržal večjo visoko frekvenco. Valoviti tok ga razgreva in ga segreje, kar v mnogih primerih ni dovoljeno. Povečanje delovnega cikla in spreminjanje razmerja obratov transformatorja bo povečalo induktivnost uhajanja transformatorja in spremenilo njegovo celotno zmogljivost. Ko je energija induktivnosti uhajanja do določene mere dovolj velika, lahko v celoti izravna nizko izgubo, ki jo povzroči velika obremenitev stikalne cevi. Nima smisla povečevati delovnega cikla in lahko celo pokvari stikalno cev zaradi visoke inverzne temenske napetosti induktivnosti uhajanja. Zaradi velike induktivnosti uhajanja se lahko poslabša izhodno valovanje in nekateri drugi elektromagnetni indikatorji. Ko je delovni cikel majhen, je efektivna vrednost toka stikalne cevi visoka, efektivna vrednost primarnega toka transformatorja pa velika, kar zmanjša učinkovitost pretvornika, vendar lahko izboljša delovne pogoje izhodnega kondenzatorja in zmanjšati nastajanje toplote.
Kako določiti odbito napetost transformatorja (tj. delovni cikel)
Nekateri uporabniki interneta so omenili nastavitev parametrov in analizo delovnega stanja povratne zanke stikalnega napajalnika. Ker sem bil v šoli slab pri višji matematiki, sem skoraj moral na popravni izpit iz "Principov avtomatskega vodenja". Še vedno se bojim te teme in do zdaj ne morem v celoti napisati prenosne funkcije zaprtozančnega sistema. Zanima me koncept ničle in pola sistema. Je zelo nejasen in če pogledamo Bodejev diagram, lahko le približno ugotovimo, ali se razhaja ali konvergira, zato si ne upam govoriti neumnosti o kompenzaciji povratne informacije, vendar imam nekaj predlogov. Če imate nekaj matematičnih veščin in nekaj časa za študij, lahko poiščete univerzitetni učbenik "Načela avtomatskega krmiljenja" in ga natančno preberete ter združite z dejanskim stikalnim napajalnim vezjem, da ga analizirate glede na delovni status. Vsekakor bo kaj pridobiti. Na forumu je objava "Načrtovanje in prilagoditev povratne zanke vajeništva in učenja", v kateri je CMG zelo dobro odgovoril in mislim, da jo lahko uporabimo kot referenco.
Danes bom govoril o delovnem ciklu povratnega napajanja (pozoren sem na odbito napetost, ki je skladna z delovnim ciklom). Delovni cikel je povezan tudi z vzdržljivo napetostjo izbrane stikalne cevi. Nekateri zgodnji povratni napajalniki uporabljajo stikala z relativno nizko vzdržljivo napetostjo. Cevi, na primer 600 V ali 650 V kot preklopne cevi za vhodno napajanje AC 220 V, so lahko povezane s takratnim proizvodnim procesom. Cevi z visoko vzdržljivo napetostjo ni enostavno izdelati ali pa imajo cevi z nizko vzdržljivo napetostjo razumnejše izgube prevodnosti in preklopne značilnosti, kot je ta linija. V nasprotnem primeru odbita napetost ne sme biti previsoka, da bi preklopna cev delovala v varnem območju , je tudi moč, ki jo izgubi absorpcijsko vezje, precejšnja. Praksa je dokazala, da odbita napetost 600V cevi ne sme presegati 100V, odbita napetost 650V cevi pa ne sme presegati 120V. Ko je vrednost najvišje napetosti induktivnosti uhajanja omejena na 50 V, ima cev še vedno delovno mejo 50 V. Zdaj zaradi izboljšanja ravni proizvodnega procesa cevi MOS, splošno povratno napajanje uporablja 700 V ali 750 V ali celo 800-900V preklopne cevi. Tako kot pri tej vrsti vezja se lahko tudi odbojna napetost nekaterih stikalnih transformatorjev z močnejšo zmožnostjo zaščite pred prenapetostjo poveča. Največja odbojna napetost je primernejša pri 150 V, kar omogoča boljšo splošno zmogljivost. TOP čip družbe PI priporoča uporabo diode za dušenje prehodne napetosti za vpenjanje 135 V. Vendar ima njegova ocenjevalna plošča na splošno odbito napetost, ki je nižja od te vrednosti pri približno 110 V. Obe vrsti imata prednosti in slabosti:
Prva kategorija: Šibka sposobnost proti prenapetosti, majhen delovni cikel in velik primarni impulzni tok transformatorja. Prednosti: majhna induktivnost uhajanja transformatorja, nizko elektromagnetno sevanje, visok indeks valovanja, majhna izguba preklopne cevi, učinkovitost pretvorbe ni nujno nižja od druge vrste.
Druga kategorija: Slabosti Izguba preklopne cevi je večja, induktivnost uhajanja transformatorja je večja in valovanje je slabše. Prednosti: močnejša prenapetostna odpornost, daljši delovni cikel, nižje izgube transformatorja in večja učinkovitost.
