Przetwornica flyback – #4 – Obliczenia komponentów układu RCD

Na rozgrzewkę:

W ostatnim wpisie z tej serii przybliżyłem Ci zadania komponentów układu RCD, teraz chcę przedstawić dobór wartości poszczególnych komponentów układu. Analizę wykonam w darmowym programie SMath Studio.

Zakres wpisu:

  • Napięcie odbite Vor
  • Napięcie występujące na tranzystorze
  • Dioda Zenera
  • Układ RC

Napięcie odbite Vor:

Napięcie odbite Vor jest to odbite napięcie od strony wtórnej transformatora generowane, kiedy tranzystor po stronie pierwotnej został wyłączony. Poprzez zmianę ilości zwojów transformatora możemy zmniejszyć wartość Vor, lecz zmniejszając Vor, prąd ulegnie zwiększeniu, co w sumie zwiększy straty łączeniowe na tranzystorze.

Napięcie odbite można wyliczyć w następujący sposób, uwzględniając spadek napięcie na diodzie wyjściowej w zakresie temperatur:

Napięcie występujące na tranzystorze:

Obliczmy teraz maksymalne napięcie DC występujące na wyłączonym tranzystorze, uwzględniając fluktuacje napięcia zasilania:

Zauważ, proszę, że powyższe obliczenia nie uwzględniają wysoko napięciowych pulsów występujących podczas wyłączania tranzystora. Rekomendowaną wartością napięcia dren-źródło tranzystora jest 600 – 700V. Dopuszczalne napięcie mogące występować na TOP258YN to 700V.

Dioda Zenera:

Dodanie diody Zenera do układu ograniczającego wysoko napięciowe pulsy zwiększa sprawność przetwornicy w pracy jałowej oraz z małym obciążeniem. Kiedy przetwornica pracuje na jałowo lub z małym obciążeniem to właśnie dioda Zenera przewodzi, więcej wysoko napięciowych pulsów. 

Wartość napięcia Zenera Vz diody powinna być nieznaczenie wyższa od napięcia Vor. Przy takim doborze wartości napięcia Zenera wysoko napięciowe pulsy są zniwelowane. Pamiętając, że zadaniem układu ograniczającego jest pobranie energii zgromadzonej w indukcyjności pasożytniczej transformatora. Dobierając napięcie Zenera blisko Vor, będzie także pobierana częściowo energia, która miała być dostarczona do uzwojenia wtórnego. Należy dobrać napięcie diody Zenera poprzez kompromis pomiędzy wartością wysokonapięciowych pulsów na tranzystorze, a sprawnością przetwornicy.

Układ RC:

Kiedy przetwornica pracuje z większym obciążeniem lub nominalnym, wysoko napięciowe pulsy są przewodzone przez układ RC. Układ RC dobierany jest na podstawie poniższych obliczeń:

Podsumowanie:

W tym wpisie zająłem się doborem układu tłumiącego wysoko napięciowe pulsy pochodzące od indukcyjności pasożytniczej transformatora. W kolejnym wpisie z tej serii zajmę się doborem pojemności w obwodzie DC-link (C2), układzie snubber diody wyjściowej (R10, C7), oraz wyjściowym filtrem LC (C9, C10, C11, C12, L2).

[1] Dostęp w Internecie: https://www.power.com/sites/default/files/PDFFiles/an32.pdf 

[2] Dostęp w Internecie: http://www.bdtic.com/datasheet/fairchild/AN-6093.pdf

[3] Dostęp w Internecie: https://www.ti.com/lit/an/slvaf01/slvaf01.pdf?ts=1642893216424&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

Autor artykułu
Mateusz Pluta

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.