Flyback konverter Under the Hood Flyback konverter tulajdonsgai

Flyback konverter Under the Hood

Flyback konverter tulajdonságai • • • Népszerű alacsony teljesítményű konverter Egyszerű Olcsó Galvanikus izoláció és egyben kimeneti tekercs Feszültség csökkentésre és növelésre is alkalmas • • • Kielégítő hatásfok Több kimenet Gyenge kereszt-szabályozás

Flyback konverter működése •

Flyback konverter működése • • DCM: Kisebb induktivitás Kisebb transzformátor Nagyobb áramhullámosság • Áramcsúcs akár kétszerese is lehet CCM-hez képest TM: Minimum MOSFET kapcsolási veszteség Magasabb hatásfok

Flyback konverter áramok • Árammeredekség:

Kimenetek számítása •

Flyback szabályzási vonatkozás • • • Az energia csak a MOSFET kikapcsolásakor kerül a terhelésre A beavatkozás a bekapcsolási időre vonatkozik, melynek hatása így csak késve jelenik meg RHPZ (jobb félsík zérus) kisjelű analízis viselkedés A fázis csökken, az erősítés növekszik A RHPZ frekvencia miatt általános szabály, hogy: – – Minimum bemenő feszültségre Maximum terhelésre tervezünk! • A szabályzási frekvenciát az RHPZ frekvencia 1/5 -ére válasszuk! • DCM esetén nem jelent problémát az RHPZ, mivel normál esetben nem haladja meg a kapcsolási frekvencia felét.

Szabályozási módok • • Feszültség szabályozás (VMC) Áram szabályozás (CMC) • VMC estés CCM-ben, amikor relatíve alacsony frekvencián működik, A transzformátor induktivitása és a kimeneti kapacitás miatt dupla pólussal kell számolni! Ez jelentősen bonyolítja a szabályozókört.

Flyback üzemmódok Üzemmód CCM Előnyök Hátrányok • • Kis áramhullámosság Alacsony MOSFET vezetési veszteség Jobb kereszt szabályozás Kisebb transzformátor veszteség Kisebb EMI szűrő • • Nincs dióda zárási veszteség • Nincs RHPZ probléma • Kisebb induktivitás • Első rendű szabályozás VMC-ben is • • • DCM • • TM • Nincs dióda zárási veszteség • Nincs RHPZ probléma • Kisebb induktivitás • Első rendű szabályozás VMC-ben is • Nincs szekunder köri snubber veszteség • Kisebb MOSFET bekapcsolási veszteségek • • • Dióda zárási veszteség RHPZ Alacsony hatásfok kis terheléseknél Nagyobb feszültség igénybevétel a szekunder diódának Nagy csúcsáramok Magasabb vezetési veszteség Magasabb transzformátor veszteség Magasabb kimeneti kapacitás terhelés Nagyobb EMI szűrő

Flyback transzformátor • A transzformátor más alkalmazásokkal szemben energiát tárol, mielőtt átadná a kimenetnek • Az energia egy időben csak az egyik oldalon folyik • Általában több szekunder oldali tekercselést használ

Szórt (leakage) induktivitás • • A mértéke annak az energiának, amely a szórt fluxusban tárolódik, de nem csatolódik át a másik tekercsre A szórt fluxus része a mágneses mezőnek, amit a tekercs hoz létre Mivel az energia nem folyik egyszerre a primer és szekunder oldalon, így a szórt induktivitásnak csak a kapcsolóelem kommutációs ideje alatt van szerepe A szórt induktivitás a : – – – tekercselés geometriájának, a menetszámnak a szekunder és primer oldal távolságának függvénye!

Szórt induktivitás hatása

Szórt induktivitás hatásai • Feszültség tüskék a kapcsoló elemen mind a primer és szekunder oldalon • Hatásfok csökkenés • Hatás a kereszt szabályozásra • Nagyobb kitöltési tényező szükséges • Nagyobb EMI sugárzás a transzformátortól

Transzformátor hatásfok • A hatásfok növeléséhez minimalizálni kell a nagyfrekvenciás vezetési veszteséget, vagyis a szkin effektus veszteségét. • Minimalizálni kell az örvény áramokból adódó veszteségeket. • Vezeték típusoknak és méreteiknek nagy hatása van ezekre a jelenségekre. • Litz vezeték • Minimalizálni kell a szórt induktivitásokat