回程转换器方程和设计步骤
回程转换器时常见的系统,需要多个输出将交流电转换为直流电。他们还可以提供隔离,保护了用户在系统的输出端,这就是为什么它们通常用于开关型电源。因为这些系统需要一个变压器来实现开关动作和电压电平转换,他们很难用现成的组件设计。
主要的回程转换器设计这些电路方程列在下面。这些设计方程可以用离散的组件或逆程控制器集成。
回程转换器方程
开始设计一个回程转换器,我们宁愿从头回到输入输出和工作。当开始的时候,我们需要知道以下几点:
- 一个输入电压源(直流或纠正AC)
- 目标输出电压
- 目标输出电流
- 安全边际过电流的输出
这里我们可以使用这些值来得出变压器的规格和PWM开关电路。确定所需的组件的基本设计过程遵循下面的步骤。
步骤1:确定回程电压
首先,看看典型的反激变换器拓扑如下所示。目标输出电压最初将被用来决定在二次绕组电压要求,同时也包括二极管的正向电压降(通常是0.7或0.5 V)。
回程电压是在变压器的初级线圈电压测量。这个电压是脉动电压设置的基础上PWM占空比的开关晶体管Q1。匝比满足以下关系:
步骤2:确定工作周期
所需的工作周期将取决于输入电压(Vin)和回程电压。责任周期计算如下:
这个方程需要直流输入。如果输入是交流,我们首先通过喂它桥式整流器产生一个脉动直流电压,然后过滤(通常是π过滤器)产生一个更稳定的直流电压。如果输入是一个标准的115 V AC RMS输入,那么脉动直流值将在162.6 V。后占二极管的正向电压降,这将是直流值达到变压器的初级线圈。
注意,这个责任周期所需的值基于变压器的匝比在步骤1中使用。如果使用不同的变压器匝比,那么所需的工作周期将是不同的。您使用的开关控制器将有一些工作周期限制,它可以生成,所以一定要检查这个计算工作周期对控制器的功能组件定稿之前的选择。
步骤3:确定Ls和Lp
基于目标最大输出电流,我们可以确定一些值Ls和Lp使用工作周期和匝比。上面所示的基本电路使用变压器电感匝比。然而,我们需要知道限制二次侧电感(Ls),然后一次侧电感(Lp)可以计算匝比。
首先,计算Ls的最大值,然后计算出相应的Lp的价值:
频率和工作周期使用的值取决于监管策略。通常情况下,PWM用于切换,会有一些开关控制器可以提供的最大价值,这限制了输入电压范围。相应的频率也可能调整达到一些最小/最大在Q1。
步骤4:确定峰值电流
将操作与脉冲电流,反激式变换器和主面上的脉冲电流可能足以压倒开关元件Q1。因此,我们需要确定这些峰值电流的值。
次级电流峰值和初级电流的值是:
这就完成了反激变换器的设计。变压器现在必须设计承受峰值电流的值列在这里,它必须有电感在步骤3中确定。Q1也将一些当前的限制;高于这个值场效应晶体管会烧起来,或当前将夹如果您正在使用一个控制器和过电流保护。
最困难的部分:变压器
从上面的步骤,我们应该能够看到设计的最困难的部分之一:选择一个变压器。现成的变压器并不总是提供所需的匝比需要确保它们是兼容与其他组件的设计。相反,集成开关控制器用于回程转换器可能操作限制,用现成的变压器是不相容的。
在这两种情况下,您可能需要设计一个自定义的变压器。有公司专门的物理设计和制造定制的变形金刚。他们可能会选择一个核心和核心材料前,他们可以转数的大小和线规达到您的操作电流限制。足迹是非常积极的在某些情况下,他们可能不得不设计一个自定义的核心前和核心几何。只要你可以指定所需的电感,然后制造商通常可以帮助你设计一个自定义的变压器。
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