A kapcsolóüzemű tápegység topológiája

Jul 24, 2023

Hagyjon üzenetet

A kapcsolóüzemű tápegység topológiájának levezetésének következő lépése egy transzformátor bevezetése a Buck és a nem szigetelt Flyback konfigurációkban. Érdemes megjegyezni, hogy nincs szükség a transzformátor csatolású Boost áramkör tanulmányozására, mert a transzformátor használata után a Boost és Flyback topológiák teljesen azonosak lesznek. A Buck és Flyback topológiák azonban nagyon eltérő teljesítményt érnek el egy transzformátor hozzáadásával. Valójában megváltoztatjuk a transzformátoros buck áramköri topológia nevét "forward" átalakító topológiára, és megtartjuk a flyback konverter nevet. Látható, hogy ezek a nevek intuitívabban írják le az áramkör alapvető jellemzőit. A forward konverterben az egyes ciklusokban generált energiaimpulzusok azonnal a kimenetre kerülnek, míg a flyback konverterben az egyes impulzusok energiája átmenetileg a mágneses magban tárolódik, majd a kimenetre kerül. A folyamat némileg hasonlít a rugó összenyomásához, majd visszaállításához az eredeti helyzetébe.
Mindkét topológiának számos előnye van. Először is, a hozzáadott transzformátor biztonságos leválasztást tesz lehetővé, mivel a transzformátor nem engedi át az egyenáramot, és a kimeneti polaritás állítható, ami nagyobb rugalmasságot tesz lehetővé a tekercsföldelésben. Ezenkívül a primer és szekunder tekercsek közötti fordulatszám (N=N2/N1) egyszerű feszültségszabályozást tesz lehetővé, így a tápegység-tervezőket már nem korlátozzák a bemeneti és kimeneti működési tartományok. Végső előnye, hogy több szekunder tekercs is csatlakoztatható a transzformátorhoz, így több feszültségkimenet érhető el. Kérjük, vegye figyelembe, hogy az erősítési arány (feszültségarány) képletei az előre és a visszarepülésre ugyanazok maradnak, mint a fenti, nem szigetelt szerkezetnél, de hozzáadjuk az elfordulási aránytényezőt (általában a transzformátor tervezésének befejezése után állandó).

A fent említett single switch (single switch) topológia egyik korlátja, hogy a kapcsoló egy irányba hajtja a transzformátort, így a transzformátornak reset mechanizmusra van szüksége és a mágneses fluxusnak vissza kell térnie a kiindulási pontra. Ezeket az alaphelyzetbe állítási technikákat később részletesen tárgyaljuk, a leggyakoribb módszer az energiaimpulzussal megegyező volt-másodperces alaphelyzetbe állítás, de ez korlátozza a maximális munkaciklust.

A két topológia közötti különbség a transzformátor, és ez a különbség nyilvánvaló. Ahogy korábban említettük, az előremenő transzformátor nagyon közel van az ideális transzformátorhoz, így csak nagyon kevés energia tárolódik (nagy mágnesező induktivitás), így a primer oldalon lévő áram közvetlenül a transzformátor tekercsén keresztül áramlik a kimeneti szűrő fokozatba. Ezzel szemben a flyback transzformátor sokkal kisebb mágnesező induktivitással rendelkezik, aminek a kimeneti terheléshez szükséges összes energiát tárolnia kell, míg a szekunder oldali áramot a kimeneti egyenirányító dióda fogja fel. A főkapcsoló kikapcsolásakor a tekercs polaritása megfordul, és a tárolt energia áram formájában átfolyik a kimeneti egyenirányítón. Ezek a különbségek jól láthatóak az alábbi ábrán látható hullámformákból, mindkét áramkör 50%-os munkacikluson működik (megjegyzendő, hogy a flyback áramkör magasabb feszültsége miatt a másodlagos fordulatok számát felére kell csökkenteni, hogy ugyanaz maradjon kimeneti feszültség).

A szálláslekérdezés elküldése
A szálláslekérdezés elküldése