腺の愛好家-猫の下で歓迎します。
TKの要件
- 1相または2相の破損/消失の場合の三相ネットワークからの電源
- 相電圧230V±20％
- 力率補正は必要ありません
- 出力電力10W
- 出力電圧15V
これらの要件がどの範囲の入力整流電圧に注がれるかを計算してみましょう。下限は2相の遮断であり、相電圧は184Vです。整流された電圧の振幅は259Vになります。この値から、入力容量の低下を差し引く必要があります。この値をたとえば59Vとすると（ブレッドボードで後で確認してください）、200V DCが得られます。これは、最小入力電圧です。
上界。すべての相が存在し、相電圧は276Vです。276 *√2*√3= 674Vが得られます。
パワーセクション
10Wの電力で、トポロジーの選択は明白です-フライバックコンバーター。パワートランジスタの選択に関しては、次のオプションが可能です。
- 高電圧スイッチ。800〜1000V用のトランジスタを選択します。
- カスコードインクルージョン。低電圧での2つのトランジスタの直列接続。このアプローチの一般的な原則は、記事に記載されています。リファレンス・デザインがあるなど、テキサスからと、このインフィニオンからは。
フィードバック、安定化方法
次のオプションを区別できます。
- オプトカプラーを介したフィードバック付きの「クラシック」。理解しやすく普及しているスキームでは、追加のコメントは必要ありません。
- 電力巻線の安定化。このバージョンでは、PWMコントローラーの給電巻線の電圧が安定しています。この場合、出力巻線の電圧は多かれ少なかれ安定しています。この実施形態では、安定化の品質は、巻線間の結合係数に依存する。
- 一次サイドレギュレーター（PSR）。電源（CV / CC）の長方形の特性の形成を可能にする比較的新しい技術。これは一次側からのみ行われます（オプトカプラーは必要ありません）。メーカーによってバリエーションは異なりますが、一般的な原理は、補助電源巻線からの電圧のサンプリング（電圧の安定化を確実にするため）とキー電流（電流の安定化を確実にするため）に基づいています。もう1つの特徴は、PWM変調器ではなくPFMであることが多いことです。
私は古典的な解決策を選ぶことに決めました-800-900Vトランジスタを取り、オプトカプラーを通してフィードバックを作ります。
変圧器の計算
ちなみに、フライバックコンバータでは、これはトランスではなく、2巻線チョークであることに注意してください。
パワーエレクトロニクス開発者としての私の実践では、さまざまな計算方法を使用しますが、多くの場合、それらを組み合わせて使用します。この場合、私はシンプルで迅速な方法を使用します。フライバックユーティリティ（「老人のプログラム」）を使用した計算と、その後のモデルの検証です。
計算は次のようになります。
計算に関する注意事項と推奨事項：
- (DCM), (CCM) . – , ;
- ;
- , . , 300-400 . , ;
- 0,5 – ;
- R DSon -DSから公称値を取得し、1.3〜1.5を掛けます（温度によるチャネル抵抗の増加）。
- 巻線の電流密度は、かなり広い範囲で取得できます。5〜8 A / mm2（自然対流あり）から最大15〜20 A / mm2（電源の強制冷却または変圧器のラジエーターの使用）まで。
初心者の開発者に警告したいのですが、ユーティリティがすべてを計算するわけではありません。これは、使用方法も知っておく必要のあるツールにすぎません。説明のために、失敗した計算の例をいくつか示します。
反射電圧の設定が低すぎるため、デューティサイクルが低すぎます。
コアの特定のサイズに設定されている電力が高すぎるため、ギャップが大きすぎます。ギャップ内のフィールドの座屈によりトランスが熱くなり、漏れインダクタンスも増加します。
パワーセクションシミュレーション
これは「理想的なモデル」、つまり寄生パラメータを考慮しないモデルであることにすぐに注意したいと思います。このモデルの適用分野はかなり狭いです-漏れインダクタンスからのドレインのドレイン、出力ダイオードのリンギングなどでそれを見ることができません。このモデルの用途：
- デューティサイクルの観点から変圧器の計算をチェックします。
- トランジスタと出力ダイオードを流れる平均電流と実効電流の計算。
- 出力コンデンサの実効電流の計算;
- 入力コンデンサの実効電流の計算（入力に整流器とAC電圧源を追加してモデルを変更する必要があります）。
モデルはこちらから入手でき ます。モデル図：
電圧フィードバックがないため、出力電圧の正確な値を保証するには、パルスデューティサイクルを選択する必要があります。これは、変圧器の計算時に取得された値に基づいて行われます。675Vの入力電圧で、0.103のデューティサイクルが得られます。これは、1030nsのパルス幅に対応します。モデルでは、886 nsの値が得られました。非常に近く、ヒットしたと想定できます。
ソースV2パラメーター：
モデルは巻数ではなく、トランス巻線のインダクタンスを使用していることがわかります。その「老人のプログラム」は計算しないので、二次巻線のインダクタンスを決定する方法は？コアセクションの既知のパラメータ、ギャップ、および巻数に従って、任意の方法で計算します。すばやく計算するには、非常に便利なユーティリティを1つ使用することをお勧めします。 TDK / Epcosの磁気設計ツール。オンライン版とデスクトップ版の両方があり ます。私が使い始めたとき、まだオンライン版がなかったので、私は伝統的にデスクトップのものを使います。
時間があれば、このツールのすべての機能の詳細な説明を書きますが、今のところ、巻線のインダクタンスを計算する方法についての短いガイドです。
- Core calculations;
- Core , Material ;
- Al value;
- s – , ;
- Calculate, Al L-Al;
- N ;
- Calculate L .
E字型コアのパラメータを計算するときは、フリンジフラックスのある Al-エアギャップ（Eコア）領域が使用されます。他のすべてのコア形状については、フリンジフラックスのないAl-エアギャップで計算し ます。
電源回路
私が言ったように、スキームは非常に古典的です。注目に値する点があります。入力電圧が非常に高いため、入力コンデンサは直列に接続された2つで構成されます。この場合、イコライジング抵抗R4…R7を使用する必要があります。
プリント基板に関しても、特別なことは何もありませんが、プロジェクトは複雑ではありません。ただし、このような（かなり高い）電圧の製品の場合は、クリアランスに特別な注意を払う必要があります。コンパウンドで埋める予定だったので、あまり大きなギャップは設定しませんでした。
電源のデバッグ
デバッグは、ボードが次のようになるプロセスです。
これはもちろん冗談であり、常に発生するとは限りません（通常はさらに悪いことです）が、電源の起動とデバッグは非常に面白いトピックです。
デバッグおよび予備テスト中に実行する必要のある小さなチェックリスト。通常の操作の違反につながる可能性のある重要なパラメーターについて話す場合は、以下を確認する必要があります。
- 作業頻度;
- ジャンプで電力が印加されたときの入力の電圧（入力にチョークが存在する場合、共振プロセスが発生し、供給されたプロセスを超える電圧が発生する可能性があります）。
- 最大入力電圧での電源スイッチのドレインの電圧。
- 最大入力電圧での電源スイッチのドレインの電圧と出力での短絡。
- ;
- 8 ( – , , );
- ;
- -;
- ;
- ;
- . , – . .
私が何かを忘れた場合は、コメントに書き込んでください。おそらく集合知の助けを借りて、重要なテストのより詳細なリストを作成します。
結論
開発プロセス全体を完全に説明するという目標はありませんでした。いくつかのポイントだけを示しました。この開発について質問がある場合は、コメントで質問してください。喜んでお答えします。
パワーはかっこいいです-それに対処してください。