Grunnreglur og vinnuaðferðir við að skipta um aflgjafa með flugi
Grunnreglur og vinnubrögð
Grundvallaratriði
Þegar skipt er um transistor Trton hefur aðal Np spennisins straum Ip og geymir orku í honum (E=LpIp/2). Þar sem Np og Ns hafa gagnstæða pólun, er díóðan D öfug hlutdræg og klippt af á þessum tíma, og engin orka er flutt til álags. Þegar skipt er um Troff, samkvæmt lögmáli Lenz: (e=-N△Φ/△T), mun aðalvinda spennisins mynda öfuga möguleika. Á þessum tíma er díóðan D framleiðandi og álagið er með straum IL sem flæðir. Stöðugt bylgjuform flugbaksbreytirs
Stærð leiðni tímatonnsins mun ákvarða amplitude Ip og Vce:
Vcemax=VIN/1-}Dmax
VIN: inntak DC spenna; Dmax: hámarks vinnulota
Dmax=tonn/T
Það má sjá að til að fá lága safnaraspennu þarf að halda Dmax lágu, það er Dmax<0.5. In practical applications, Dmax=0.4 is usually taken to limit Vcemax≦2.2VIN.
Rekstrarstraumur safnara þ.e. þegar skipt er um tron slönguna, það er, aðal toppstraumurinn Ip er: Ic=Ip=IL/n. Vegna þess að IL=Io, þegar Io er stöðugt, ákvarðar stærð snúningshlutfallsins n stærð Ic , ofangreind formúla er fengin út frá meginreglunni um orkusparnað og fjöldi aðal- og aukaampera snúninga er jafn til NpIp=NsIs. Einnig er hægt að tjá Ip með eftirfarandi aðferð:
Ic=Ip=2po/(η*VIN*Dmax)η: Skilvirkni breyti
Formúlan er fengin sem hér segir:
Úttaksstyrkur:po=LIp2η/2T
Inntaksspenna: VIN=Ldi/dt, miðað við di=Ip og 1/dt=f/Dmax, þá:
VIN=LIpf/Dmax eða Lp=VIN*Dmax/Ipf
Þá má tjá po sem:
po=ηVINfDmaxIp2/2fIp=1/2ηVINDmaxIp
∴Ip=2po/ηVINDmax
Í formúlunni hér að ofan:
VIN: Lágmarks DC inntaksspenna (V)
Dmax: hámarksleiðni vinnulota
Lp: Transformer aðal inductance (mH)
IP: hámarksstraumur aðalhliðar spenni (A)
f: umbreytingartíðni (KHZ)
Vinnubrögð
Flyback spennir virka almennt í tveimur stillingum:
1. Inductor current disccontinuous mode DCM (DiscontinuousInductorCurrentMode) eða "algjör orkuumbreyting": öll orka sem geymd er í spenni við tonn er flutt til úttaksins á bakslagstímabilinu (toff).
2. Inductor current continuous mode CCM (ContinuousInductorCurrentMode) eða "ófullkomin orkubreyting": Hluti orkunnar sem geymdur er í spenni er geymdur í lok toffs þar til næsta tonnalota hefst.
DCM og CCM eru mjög mismunandi hvað varðar litlar merkjaflutningsaðgerðir. Bylgjuform þeirra eru sýnd á mynd 3. Reyndar, þegar inntaksspenna breytisins VIN breytist innan stórs sviðs, eða álagsstraumurinn IL breytist innan stórs sviðs Þegar , verður það að spanna tvo vinnuhami. Þess vegna þarf flugbaksbreytirinn að vinna stöðugt í DCM/CCM. En það er erfiðara að hanna. Venjulega getum við notað DCM / CCM gagnrýna ástandið sem hönnunargrundvöll. Ásamt núverandi stillingarstýringu pWM. Þessi aðferð getur í raun leyst ýmis vandamál í DCM, en hún útilokar ekki eðlislægt óstöðugleikavandamál hringrásarinnar í CCM. CCM er hægt að leysa með því að stilla stjórnlykkjustyrkinn til að aðskilja lágtíðnisviðið og draga úr skammvinnri svörunarhraða. Óstöðugleikinn stafar af „hægri hálfplans núll“ flutningsfallsins.
DCM og CCM eru mjög mismunandi hvað varðar litlar merkjaflutningsaðgerðir.
DCM/CCM aðal- og aukastraumsbylgjumynd
Reyndar, þegar inntaksspenna breytisins VIN breytist innan stórs sviðs, eða álagsstraumurinn IL breytist innan stórs sviðs, verður það að ná yfir tvær rekstrarhamir. Þess vegna þarf flugbaksbreytirinn DCM/CCM. Báðir geta virkað stöðugt. En það er erfiðara að hanna. Venjulega getum við notað DCM / CCM gagnrýna ástandið sem hönnunargrundvöll og notað núverandi stillingarstýringu pWM. Þessi aðferð getur í raun leyst ýmis vandamál í DCM, en í Það er ekkert eðlislægt óstöðugleikavandamál í hringrásinni meðan á CCM stendur. Óstöðugleikann sem stafar af "hægri hálfplans núllpunkti" flutningsaðgerðarinnar í CCM er hægt að leysa með því að stilla stjórnlykkjustyrkinn til að aðskilja lágtíðnisviðið og draga úr skammvinnri svörunarhraða.
Í stöðugu ástandi verður breytingin á segulflæðisaukningunni ΔΦ við tonn að vera jöfn breytingunni á "toff", annars verður segulkjarninn mettaður.
því,
ΔΦ=VINton/Np=Vs*toff/Ns
Það er, volt/sekúndu gildi hvers snúnings á aðalvindu spennisins verður að vera jafnt volt/sekúndu gildi hvers snúnings á aukavindunni.
Með því að bera saman núverandi bylgjuform DCM og CCM á mynd 3 getum við vitað að á Trton tímabilinu í DCM ástandi hefur allt orkuflutningsbylgjuformið hærri aðal toppstraum. Þetta er vegna þess að aðal inductance gildi Lp er tiltölulega lágt, sem gerir Ip verulega. Neikvæð áhrif af völdum hækkunarinnar eru að auka vinda tap (vinda tap) og gárustraum inntaks síu þéttans, sem krefst þess að rofi smári hafi a mikla straumburðargetu til að vinna á öruggan hátt.
Í CCM ástandi er hámarksstraumur aðalhliðarinnar lágur, en rofikristallinn hefur hátt safnastraumsgildi í tonnastöðu. Þetta leiðir til mikillar orkunotkunar rofakristallsins. Á sama tíma, til að ná CCM, þarf hærri frumspennu spennisins. Hliðarspennugildið Lp og afgangsorkan sem geymd er í spennikjarnanum krefjast þess að rúmmál spennisins sé stærra en DCM, á meðan aðrir stuðlar eru jafnir.
Til að draga saman þá er hönnun DCM og CCM spennubreyta í grundvallaratriðum sú sama, nema skilgreiningin á toppstraumi aðalhliðar (Ip=Imax-Imin í CCM).
