Расчет flyback с самовозбуждением Опции

[Stanislav]

Длительность импульса выбирается из соображений обеспечения допустимого перепада индукции в сердечнике. Иначе он войдет в насыщение и транзистор сгорит...

Нет-нет, сердечник в блокинг-генераторе и должен входить в насыщение, с чего, собственно, и начинается лавиннообразный процесс запирания силового БТ. Расчет схемы должен производиться с учетом этого обстоятельства. Из-за больших потерь схема не слишком годится для использования в качестве сетевого ИБП, я бы прислушался к совету использовать TNY от PI.

[Johny]

Как говорилось выше, из насыщения должен выходить транзистор, а не сердечник входить.

При расчете:
Для начала можно задаться энергией, накапливаемой трансформатором:

(1) E=S*(B*Hc*lc+lз*B*B/u0)/2, где S - площадь сердечника, В - индукция магнитного поля, Нс - напряженность магнитного поля в сердечнике, lс - длина средней линии сердечника, lз - общая длина зазора, u0 - 4*pi*10e-7.

При Нс=800 А/м для материала 2000НМ В=0,39 Тл для материала 2500НМС В=0,48 Тл, большую напряженность брать не стоит.

Соотношение длины сердечника к длине зазора - примерно 50...100. Можно больше, если запаса по энергии хватает.

Зная мощность и частоту переключения, можно определить накапливаемую энергию Е=P/f и по формуле (1) подобрать подходящий сердечник.

Зная входное напряжение, можно определить индуктивность первичной обмотки:

L=(U*t)(U*t)/(2*E), где U- входное напряжение, t - время прямого хода, при скважности 0,5 равно 0,5/f

По индуктивности можно найти количество витков:

W1=sqrt(L*(lс/u+lз)/(u0*S)) , где u - относительная магнитная проницаемость сердечника.

количество витков вторички - из коэффициента трансформации W2=k*W1, k можно взять по соотношению напряжений первички и вторички.

Для базовой обмотки я бы выбрал вольт 5, и обязательно поставил бы сопротивление в цепь эмиттера.

Сообщение отредактировал Johny - Feb 3 2006, 19:01

[AML]

Stanislav, это схема автогенератора с ненасышающимся сердечником.

Что-то задела меня эта тема и чтобы не быть голословным, сделал расчеты и промоделировал в симуляторе. В принципе, работает. (картинки - точно как в книжке) , но не слишком оптимально. При выходной мощности 4Вт только в ключе сеется больше чем 8 Вт (транзистор-то перед выключением переходит в активный режим - имеем большие динамические потери). Отсюда очевидный вывод - особо высокую частоту делать не стоит.

Попробую соптимизировать для используемого автором сердечника, потом выложу результаты.

Сообщение отредактировал AML - Feb 3 2006, 19:33

[Stanislav]

Stanislav, это схема автогенератора с ненасышающимся сердечником.

Что-то задела меня эта тема и чтобы не быть голословным, сделал расчеты и промоделировал в симуляторе. В принципе, работает. (картинки - точно как в книжке) , но не слишком оптимально. При выходной мощности 4Вт только в ключе сеется больше чем 8 Вт (транзистор-то перед выключением переходит в активный режим - имеем большие динамические потери)...

Такие громадные потери в силовом БТ Вы получили, основываясь на неправильной концепции работы схемы. Здесь приведен типичный блокинг-генератор, частота преобразования которого определяется Rсм (а также, в меньшей степени - С), а длительность рабочего цикла - параметрами трансформатора (в меньшей степени - БТ). Бьюсь об заклад, что специально введенного зазора в нем нет. Звучит странно, но при условии достаточно большого С и насыщающегося транса, потери уменьшатся в несколько раз, относительно подсчитанных Вами (я ни в коем случае не пытаюсь оспорить правильность Вашего расчета). Процесс включения и выключения силового БТ в правильно рассчитанной схеме, повторюсь, происходит лавиннообразно, что позволяет минимизировать потери в ключе. Демпфирующая цепь, как правило, не нужна вовсе, из-за хорошей связи обмоток (сердечник - без зазора). Не имея возможности привести здесь и сейчас все выкладки, рекомендую проанализировать работу Блокинг-генератора как такового.

ЗЫ. В схеме не приведены номиналы и параметры транса, поэтому расчет затруднен. Кроме того, в ней, с моей точки зрения, есть ошибка(и).

ЗЗЫ. Прошу прощения, все параметры скачал, завтра проанализирую.

[Stanislav]

С теорией все понятно -> http://naf-st.narod.ru/re/gener/blok.html

Эту статью, по-моему, написал враг народа. Имеющий весьма посредственное отношение к реальному проектированию электронных устройств.

[AML]

Такие громадные потери в силовом БТ Вы получили, основываясь на неправильной концепции работы схемы.

Честно говоря, не задумываясь взял эту концепцию из "классической" литературы (источник приводил выше). Процесс выключения здесь тоже идет лавинообразно, но транзистор некоторое время все-таки находится в активном режиме, пока ПОС не начинает его активно запирать.
По идее схема с насыщающимся трансформатором должна иметь меньшие потери при выключении транзистора (эквивалентная индуктивность при насыщении падает). Надо попробывать. Беспокоит только ток ключа при подходе к насыщению сердечника.

[Johny]

Развивая тему с ненасыщенным сердечником, для поллного счастья можно ввести цепь стабилизации выходного напряжения Сст VDст VSст. Считая, что ток отсключения определяется в основном Rэ и напряжением на обмотке управления на прямом ходу, эта схема может работать как корректор мощности (ток отсечки пропорционален входному напряжению).
Как инженер-практик, моделированием не увлекаюсь, но навскидку при достижении тока отключения, транзистор должен выключиться довольно быстро - Сб поможет рассосать заряд в базе.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[AML]

Сегодня продолжил эксперименты с ненасыщающимся блокингом...

Вчерашняя проблема (большие потери при выслючении) решается просто - форсирующей емкостью 10нФ параллельно Rб (старо как мир). При этом потери в транзисторе уменьшаются с 4Вт до 0,1Вт, что вполне похоже на правду.

[AML]

Вот какие пораметры получаются при расчете на частоту 100кГц, Uвых=12B, Iвых=0,2А
Расчетное значение индуктивности первичной обмотки - 30мГн.

Схема, по которой проводилось моделирование и временные диаграммы - в прикрепленных файлах.

В симуляторе все получается. По идее, должо и в реальности завестись. Не уверен, правда, что на сердкчнике E16x8x5 нормально разместятся 400 витков первички. И еще не нравится, что резистор смещения всего 100К (потери на нем большие). А при большем значении - не заводится (отрабатывает только 1 импульс и останавливается).

Частота работы схемы удобнее всего регулировать зазором сердечника. Но вообще в этой схеме все настолько взаимосвязано, что предстакзать изменение выходного напряжения при изменении какого-либо параметра очень трудно.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[eleco]

Спасибо всем кто откликнулся!

На самом деле взвесив все за и против блокинг-генератора, потратил полтора дня на расчет и сборку блока питания на TNY264 и пожалел, что потратил неделю на блокинг-генератор...

З.Ы. Остался только вопрос как ведет себя TNY при КЗ и обрыве нагрузки?