Hjem > Nyheder > Indhold

Sådan beregnes SMPS Transformer

Feb 22, 2021

HANG TUNG TRANSFORMER INDUCTOR CHOKE COIL FILTER


En SMPS-transformer bliver tydelig ved outputtet fra alle konverteringsprogrammer i fremadgående tilstand. Konvertere, der anvender de fremadrettede, push-pull-, halvbro- og full-bridge-topologier, er typisk konverteringsprogrammer i fremadgående tilstand. Derfor anvender beregningen af produktionsfordringerne de tilsvarende teknikker for alle 4 af disse former for udbredte topologier. Den faktiske hensigt bag output-induktoren er altid at bevare strømmen til belastningen i perioden næsten hver koblingscyklus, når strømenhederne (BJTs, MOSFETs eller IGBTs) slukkes. SMPS-transformerens elektriske drift er altid at kombinere de rektangulære koblingsimpulser (pulsbreddemodulerede signaler med skiftende arbejdscyklus) til DC. Kondensatoren placeret efter induktoren glatter DC i krusning fri DC.


Beregningen af SMPS transformeren er temmelig ligetil. Oftere end ikke, en selvkløftet toroid kerne kan bruges. Gapped ferrit kerner (de typer, der anvendes til ferrit transformere, f.eks ETD39) kan muligvis være vant uden problemer.

HT ETD TRANSFORMER

Formlen til bestemmelse af output-induktionen er:

L(min) = [Vin(maks.) - V(out) x T(ON) / 1,4 x Iout(min)

Vin(max) = maksimal spænding ved siden af udgangssenifikatoren inden for den specifikke udgang.
Vout = udgangsspænding.
Toff(est) = forventet ON-tid for strømforsyningen ved den maksimale indgangsspænding.
Iout(min) = mindst tunge forventede belastningsstrøm for at opnå denne produktion.

Bestemt ud fra ovenstående formel er L (min),som er den minimale anbefalede induktion, under hvilken kernen vil blive drænet for flux ved den mindst nominelle belastningsstrøm for den specifikke udgang.


Sørg for at planlægge et kredsløb, der tillader funktion uden at have nogen belastning. Utvivlsomt kan du ikke erstatte nul for Iout (min), fordi det kan bidrage til en L (min) figur af uendelighed. Og det er vel ikke tænkeligt, vel?

Hvilket betyder, at det, du skal opnå, er, at du bør beslutte dig for den mindst tilladte strøm.

Arbejde med en modstand belastning langs ved udgangen af strømkilden, så hvis du har næsten ingen belastning, denne modstand belastning leverer et absolut minimum belastning.

Iout (min) skal være betydelig nok, at L (min) bestemt ikke er overordentlig stor; det bør desuden ikke være overordentlig massivt, hvilket kan medføre uforholdsmæssigt store strømunderskud, derfor en negativ effektivitet på grund af strømafledningen i udgangsmodstanden.

Almindeligvis kaldes denne modstand en dummy-belastning, hvis eksklusive mål altid er at tilbyde den minimale belastning, hvis der næppe er nogen anden belastning ved udgangen af konverteren / strømforsyningen.

Eftersom vi forstår den nødvendige minimumsfremkaldende induktion, bør vi forstå antallet af drejninger, der skal indarbejdes på vores kerne.


Gennem kernens datablad vil du opdage AL-størrelsen. Dette betyder, at induktionen på hver bliver kvadreret:

AL = L/N^2


Jeg vil være induktion og N ville være mængden af sving. Gennemførelse af M som argument:

L = √ L/AL


Således er her den formel, der kan bruges til at finde ud af mængden af sving, når vi identificerer den foretrukne induktion.

Indimellem vil du sandsynligvis ikke være bekendt med AL værdiansættelse. Du vil muligvis ikke finde ud af komponenten spec kernen du ejer dermed ude af stand til at identificere dataarket.

Uanset forklaringen er det muligt eksperimentelt at identificere AL-værdiansættelsen.

Udfør flere sving og bestemme ved hjælp af en L meter, induktionen. Derefter måles induktionen for et sæt af mange forskellige antal sving.

Gør det igen for alle disse udvalgte antal sving. Derfor skal du bestemme induktionen for, som et eksempel, 5, 10, 20, 40 omdrejninger, hvorefter al-værdien bestemmes for hver eneste. Hent den gennemsnitlige AL-værdi.

En af de ting, der kan gøres, er, kan du skitsere en graf af L mod N2. Gradienten af den mest effektive matchlinje kan muligvis være AL-værdien. Du kan også matematisk bestemme forløbet af "regressionslinjen". Motion overhovedet kursus du indser, er den hurtigste.

I dette øjeblik lad os tjekke en sag i punkt for at løse lige hvad du har forstået, indtil på dette øjeblik.

Lad os fastslå, at vores konverter er en halvbro konverter.

Indgangsspændingen for konverteren vil være forskellig fra 150VAC (212VDC) til 250VAC (354VDC). Udgangsspændingen fra konverteren kan være 14VDC. Drejefrekvensen er 50 kHz.

Transformer primær: 26 omgange
Transformer sekundær: 4+4 omgange

Formlen til beregning af den minimale væsentlige induktion er:

L(min) = [Vin(maks.) - V(out) x T(ON) / 1,4 x Iout(min)


Vi bliver nødt til at evaluere udgangsspændingen med transformergymnasial ved 354VDC-indgang, det kan være vores optimale indgangsspænding.

Vi vil tro, at spændingsfaldet som følge af ensretterdioden er 1V. Derfor er den typiske udgangsspænding i transformergymnasial er 15V. Transformerdrejningsforhold (primær: sekundær) = 26:4 = 6,5

Således til enhver tid typisk sekundær spænding er den samme som 15V, typisk spænding på tværs transformer primære er 6,5 * 15V = 97,5 V. I tilfælde af at arbejdscyklussen var 100%, kunne spændingen på tværs af transformer primær meget vel være 177V (50% DC bus spænding - overvej halvbro topologi). Derfor er arbejdscyklussen (97,5/177)*100% = 55%.

Gennemsnitlig udgangsspænding på transformer sekundær vil være 15V, som har en arbejdscyklus på 55%. Derfor er den maksimale udgangsspænding 15V/0,55 = 27,3 V, og så antages der en diodereduktion på 1V. Derfor er Vin(max) 26,3 V.

Ved optimal indgangsspænding vil arbejdscyklussen sandsynligvis være mindst. Dette kan være når som helst off time vil være den største.

Vi har nu fastsat en livscyklusværdi på 55 % - det er faktisk det minimale antal arbejdscyklusser. Da koblingsfrekvensen er 50 kHz, er tiden 20μs. Slingsperioden er 0,45 * 20μs = 9μs. Hvilket er vores Toff (est).


Lad os fastslå, at den særlige minimale belastning vil trække 500mA strøm. Ved hjælp af en 14V-udgang og 500mA-strøm vil den elektricitet, der spredes i udgangsmodstanden, sandsynligvis være:

P = VI = 14 x 0,5 W = 7 watt

Det er bestemt en stor magt! Hvis det er behageligt, med alle midler ansætte en 500mA minimum belastning. Hvis du beslutter dig for at hente den mindste belastning helt ned til 250mA, trimmer du strømafledning (ovenfor) til 3,5 W.

Derfor har vi nu fundet ud af alle de væsentlige variabler. Lad os forbinde disse til formlen.

L(min) = (26,3 - 14) x 9 x 10^-6 / 1,4 x 0,25

= 316uH

Dette er ofte et absolut minimum forventet induktion. Du er velkommen til at bruge en inductance højere end det fastsatte minimumsantal, i betragtning af, at godt du bestemt minimum væsentlige inductance.

Lad os tro, at vi vil udnytte en induktion på 450μH. Lad os fastslå, at vi har plukket en toroid kerne med en AL værdiansættelse på 64nH per tur kvadreret.

Til at begynde med er den forventede induktion 316μH, der kan svare til 316000nH.

Derfor er det foretrukne interval af sving:

Det kan være muligvis 70 eller 71 omgange. Dette er ofte for 316μH.

Med hensyn til 450μH:

Lad os gøre dette omkring 84 omgange.

Så... nu ved du, hvordan du beregner SMPS Transformer Turns derhjemme, som du kan anvende denne nemme løsning for at bestemme den nødvendige output induktion for enhver konverter, hvor beskæftiger fremad, push-pull, halvbro eller fuld-bro topologi. Det er ubesværet og også Lader håber jeg personligt har haft mulighed for at give dig mulighed for at forstå uden tvivl. Jeg ønsker at sætte pris på din feedback og meninger!

Hang Tung Ltd Kina.