- •Методичні вказівки до виконання
- •1. Теоретичні відомості
- •2. Принцип дії і основні співвідношення.
- •2.1. Інтервал (t0-t1).
- •2.2. Інтервал (t1-t2).
- •2.3. Інтервал (t2-t3).
- •3. Вибір компонентів для «класичної» схеми флайбека
- •3.1. Вибір вхідного конденсатора (c1).
- •3.2. Вибір шім – контролера (u1).
- •3.3. Вибір частотозадаючих елементів (c5 і r8).
- •3.4. Вибір трансформатора (т1).
- •3.4.1. Розрахунок параметрів трансформатора.
- •3.4.3. Конструювання трансформатора.
- •3.4.4. Загальні рекомендації до розробки трансформатора флайбека.
- •3.5. Вибір силового ключа (q1).
- •3.6. Елементи в ланцюзі керування силовим ключем (r9, d3).
- •3.7. Розрахунок датчику струму і його ланцюга (r11, r10, c7).
- •3.8. Вибір елементів запуску (r1, r2).
- •3.9. Розрахунок схеми живлення контролера (d1, r4, c3).
- •3.10. Розрахунок ланцюга придушення викиду від індуктивності розсіяння (d2, r3, c2).
- •3.11. Вихідний діод (d4).
- •3.12. Вибір конденсатора фільтра (с8).
- •3.13. Розрахунок додаткового фільтра (l1, c9).
- •3.14. Розрахунок підсилювача помилки і його ланцюга (u3, r14, r15).
- •3.15. Розрахунок схеми оптрону гальванічної розв’язки та його ланцюга (u3, r16, r7, r12).
- •3.16. Вибір елементів корекції петлі зворотного зв’язку (c4, c10, r14).
- •3.17. Розрахунок конденсатор придушення завад с11.
- •4. Результат розрахунку
- •5. Варіанти даних для індивідуального розрахунку
- •6. Вимоги до змісту ргр.
- •7. Список літератури, яка використовується для ргр
3.4.4. Загальні рекомендації до розробки трансформатора флайбека.
1. Вважається, що чергування обмоток є благом в плані різкого зниження індуктивності розсіювання трансформатора. Але треба пам'ятати, що це одночасно приводить до зростання паразитної міжобмоточної ємності, і невідомо, що переважить – виграш від менших втрат на демпфуючих ланцюга, або підвищені втрати в ключі від перезаряду паразитної ємності.
Підвищена паразитна ємність між первинною і вторинною стороною призведе також до проблем з придушенням електромагнітних завад – паразитний струм, циркулюючий в високодобротному контурі (ємність трансформатора – протизавадний конденсатор – індуктивність розсіювання – індуктивність монтажу) буде призводити до високочастотному брязкоту, легко проникає до споживача. Крім того, в мережевих джерелах виникнуть додаткові проблеми із забезпеченням зазорів у відповідності до вимог електробезпеки.
Але в DC-DC конверторах з їх низькими напругами живлення і високими частотами перетворення, чергування обмоток виявляється надзвичайно ефективним засобом боротьби як з індуктивністю розсіяння, так і з ефектом близькості (що призводить до втрат на вихрові струми). У цьому випадку втрати на перезаряд міжвіткової ємності трансформатора виявляються незначними зважаючи на низькі напруги живлення.
У будь-якому випадку, треба ретельно аналізувати і перевіряти при макетуванні всі ефекти, пов'язані з індуктивністю розсіювання і паразитної ємністю трансформатора.
Треба пам'ятати про правильне взаємне розташування обмоток в плані мінімізації паразитної межобмоточної ємності. Це пояснює рис. 14.
Рис. 14.
Потенціал точок 1 і 4 постійний, а потенціал точок 2 і 3 змінний і синфазний. Тому у варіанті на верхньому малюнку вплив міжобмоточної ємності значно нижче, ніж у варіанті на нижньому малюнку – частини обмоток з постійним потенціалом розташовані одна над іншою, так само як і частини з синфазно змінюваним потенціалом і паразитні ємності перезаряджаються на набагато меншу величину.
Якщо будується джерело живлення з двома однаковими і різнополярними напругами (наприклад, ± 12V), не рекомендується з'єднувати кінець однієї обмотки з початком іншої для отримання середньої точки – бажано робити два однакових позитивних канали і об'єднувати їх уже за випрямлячем (рис. 15).
На правому рисунку показана паразитна ємність між проводами вторинних обмоток (зазвичай вони намотуються біфілярного, і ємність виявляється значною), включена паралельно обмотці, що призводить до значних додаткових втрат. На лівому ж малюнку ця ємність нічому не шкодить – вона виявляється включеною просто паралельно вихідний ємності.
Рис. 15.
2. Використання дроту для обмотки в потрійній ізоляції (Triple Insulation) може виявитися цікавим при розробці трансформаторів для імпульсних джерел живлення – по-перше, різко підвищується технологічність трансформатора (а значить знижується його ціна), оскільки відпадає необхідність у використанні бандажів, і, по-друге, збільшується доступна ширина вікна для вторинної обмотки (якщо первинна обмотка виконана проводом в потрійній ізоляції) і, відповідно, знижуються втрати у вторинній обмотці. Але дріт повинен бути обов'язково сертифікований і відповідати вимогам до подвійної / посиленої ізоляції.
3. Будьте обережні з екранами Фарадея! Так, вони створюють короткий шлях для паразитного ємнісного струму на землю, але вони ж збільшують паразитну ємність і погіршують магнітний зв'язок між обмотками – особливо між вихідною обмоткою і обмоткою живлення, що призводить до дуже великих проблем з коректною роботою режиму короткого замикання. Крім того, збільшується вартість трансформатора і виникають додаткові проблеми з електробезпекою.
4. Для серійних виробів завжди використовуйте сердечники тільки зі стандартними зазорами – інакше легко отримати проблеми при спробі зміни виробника трансформаторів. Як правило, стандартні зазори підібрані спеціально для отримання максимальної ефективності осердя в більшості типових випадків.