العربية

العربية

تصميم 20 واط المغناطيسية معزولة ردود الفعل الفضاء العاصمة محول العاصمة

تصميم 20 واط المغناطيسية المعزولة ردود الفعل الفضاء العاصمة محول العاصمة


الملخص: هذا تصف الورقة اقتراح تصميم 20 واط flyback يتم تقديم محول التيار المستمر في مساحة التغذية المغناطيسية المعزولة ، وإجراء التصميم لمرحلة الطاقة ودائرة التغذية المرتدة المعزولة ، كما يتم تقديم نتائج المحاكاة والتجربة.

مفتاح الكلمات: ردود الفعل المغناطيسية المعزولة ، مفردة flyback ، الفضاء dc محول العاصمة


1 نظرة عامة

في محول التيار المستمر المعزول للفضاء الشائع ، يتم عادةً تحقيق عزل مستوى الطاقة بواسطة المحول ، وعادةً ما يتم تحقيق جزء عزل التغذية المرتدة بواسطة optocoupler. Optocoupler تتميز ردود الفعل العازلة بمزايا الأجهزة القليلة والدائرة البسيطة والقوية المضادة للتداخل القدرة ، ولكن نسبة نقلها الحالية (CTR) سوف يتغير بشكل كبير تحت التشعيع ، أي سيؤثر بشكل مباشر على أداء DCDC المحول. من أجل حل هذا مشكلة ، ملاحظات العزلة المغناطيسية التي ليست حساسة للإشعاع وعادة ما تستخدم بدلا من optocoupler العزلة في مجال الفضاء وموثوقية عالية على المدى الطويل.

ال أبسط هيكل لملاحظات العزل المغناطيسي متصل بـ PWM الأساسي محطة التغذية الراجعة مباشرة بواسطة المحول أو محث الإخراج المتعرج لأخذ العينات المباشر ، باستخدام أقل الأجهزة ، ولكن معدل الضبط والأداء الديناميكي لـ DCDC المحول ضعيف في محول مساحة DC DC مع المتطلبات الصارمة ، بشكل عام ، يتم تعديل إشارة الخطأ في الاتساع في المرحلة الثانوية باستخدام أجهزة ic أو أجهزة منفصلة ، باستخدام محول صغير لنقل الإشارة إلى المرحلة الأولية ، ثم من خلال التغذية المرتدة لدائرة الاستخلاص إلى PWM هذا يمكن أن يوفر نوع من تعديل السعة مؤشر أداء كهربائي جيد ، ولكن من السهل إنتاج تردد منخفض الضوضاء متى تردد الموجة الحاملة غير متزامن مع التبديل التردد.

ال المواصفات الرئيسية لمحول space dc dc المصمم في هذا يشير الورق إلى DVHF2815D محول تيار مستمر للمساحة لـ VPT شركة مع قدرة الخرج المقدرة 20 واط والجهد الناتج ± 15 فولت. من أجل تلبية متطلبات الأداء الكهربائي و المضادة للإشعاع المواصفات ، مخطط ملاحظات العزلة المغناطيسية مع تم اعتماد تردد الموجة الحاملة المتزامنة وتردد التبديل


2 تصميم دائرة مستوى الطاقة

2.1 اختيار الهيكل الرئيسي

في محولات التيار المستمر ذات الفراغ المعزول ، فإن الهياكل الشائعة هي الأمام ، flyback ، push-pull و نصف جسر. دفع سحب و نصف الجسر يستخدم الهيكل اثنين من MOSFETs ، والتي ذات استخدام مركزي عالٍ ، ولكن العديد من الأجهزة والدوائر المعقدة ، ولديها مخاطر مشتركة تتمثل في وجود اثنين من وحدات MOSFET تحت التشعيع ، وتشكيل مسار مقاومة منخفضة من حافلة إلى محطة الإدخال الأرضية ، مما يؤدي إلى عواقب وخيمة لـ DCDC حرق المحول ، لذلك هذا لا يتم استخدام نوع الهيكل بشكل عام في مقاومة التشعيع مساحة العاصمة DC المحول مفرد للأمام و وحيد النهاية flyback تستخدم الهياكل MOSFET ، والتي مناسب لـ مكافحة الإشعاع التصميم ، يتمثل الاختلاف في أن المحول يعمل بطرق مختلفة ، فالبنية الأمامية تحتوي بشكل عام على محث إخراج إضافي وصمام ثنائي حر من ال flyback هيكل.

2.2 تصميم المحولات الرئيسية

ال flyback يحتوي المحول على العديد من الوظائف مثل تخزين الطاقة ، والعزل الكهربائي ، ومحاثة الحد الحالية ، وغالبًا ما يدعم مكون التيار المستمر ، لذلك من الضروري تحديد النواة المغناطيسية مع فجوة هوائية

إلى لتجنب التشبع الأساسي ، فإن عدد الدورات في الملف الأولي يحتاج إلى تلبية صيغة التالية:


(1) n هو عدد دورات الملف الأساسي ؛

v هو جهد التيار المستمر الأساسي ، الوحدة V ؛

ر هو وقت تشغيل أنبوب التبديل ، الوحدة؟ S ؛

b هو من الذروة إلى الذروة قيمة تغير كثافة التدفق المغناطيسي للتيار المتردد T ؛

أ هي المنطقة الفعالة من العمود المركزي للقلب المغناطيسي ، في وحدات.

في هذا التصميم ، الحد الأدنى لجهد الإدخال v = 18 فولت ، دورة عمل دورة التبديل القصوى د = 0.45 ، تردد التبديل fs = 300 كيلو هرتز ، الحد الأقصى في الوقت ر = D / FS = 1.5μs ، أقصى تغيير في كثافة التدفق ب = 0.14T ، والمساحة الفعالة للعمود الأساسي أ = 16 مم 2.


(2) np هو عدد دورات الملف الأساسي ؛

ns هو عدد دورات الملف الثانوي ؛

Vo هو جهد الخرج بوحدات V.

vd هو انخفاض جهد التوصيل لوحدة الصمام الثنائي المعدل V ؛

فين (دقيقة) أدنى جهد تيار مستمر للإدخال في v

d هو واجب دورة.

في هذا التصميم ، جهد الخرج Vo = 15 فولت ، انخفاض جهد التشغيل v = 1 فولت ، الحد الأدنى لجهد دخل التيار المستمر فين (دقيقة) = 18 فولت ، ودورة عمل دورة التبديل القصوى د = 0.45.

تصميم 2.3 مقوم الإخراج ودائرة التصفية

الشكل 1 هو دائرة مرشح مقوم الإخراج ، من أجل flyback محول تيار مستمر للفضاء ، الإخراج يعتمد نصف موجة وضع المعدل ، يجب أن يفي الحد الأدنى للجهد العكسي v لأنبوب المعدل بالصيغة التالية:


(3) أين ns هو عدد لفات الملف الثانوي

np هو عدد اللفات اللفات ؛ الأساسية

فين (حد أقصى) هي أعلى جهد تيار مستمر ، وحدة V ؛

Vo هو جهد الخرج بوحدات V.

في هذا مخطط التصميم ، جهد الخرج Vo = 15 فولت ، نسبة لف المحولات الثانوية واللفائف الأولية هي 13:12 ، الحد الأقصى لجهد التيار المستمر هو 50 فولت ، من الذي ت > 69.2 فولت تم الحصول عليها. مع الأخذ بعين الاعتبار متطلبات ذروة الجهد وتصميم التخفيض والتيار الناتج ، 10CmQ150 شوتكي تم تحديد الصمام الثنائي لشركة ir على أنه مقوم.

من أجل أخذ في حساب مؤشر جهد التموج الناتج ومتطلبات حجم محول تيار مستمر للفضاء ، الإخراج باستخدام دائرة مرشح مفتوحة ، بما في ذلك السعة الكبيرة C1 ، C2 لـ 22F ، محاثة المرشح الثانوي L1 لـ 1uH ، السعة C1 ، C2 لـ 1pF ، وبالتالي قمع تموج الخرج بشكل فعال


التين 1 رسم تخطيطي لمعدل الإخراج ودائرة التصفية


تصميم دائرة التغذية الراجعة المعزولة

3.1 تصميم الدوائر مكبر للصوت مقارنة العينات

في تصميم دائرة مضخم مقارنة العينات الثانوية ، فإن مبدأ العمل الأساسي هو الحصول على إشارة الخطأ من خلال مقارنة مقاومة الحاجز مع المرجع ، لتعيين شبكة تعويض مناسبة لتلبية متطلبات استقرار محول التيار المستمر للفضاء ومعدل الضبط والمؤشر الديناميكي ، ومن ثم تشكيل إشارة تعديل بعد نسبة معينة من التضخيم ونقلها إلى التغذية المرتدة الأولية حلقة مغلقة .

التين الشكل 2 هو رسم تخطيطي لأخذ عينة فرعية دائرة مضخم المقارنة ، في أي مضخم تشغيل مزدوج LM158 يستخدم كمضخم للخطأ ومضخم عكسي ، يتم الحصول على إشارة خطأ من خلال مقارنة إشارة إخراج العينات مع جهد مرجعي ، ثم يتم تضخيم جهد الإشارة بنسبة معينة 5 فولت المصدر المرجعي متصل بـ في المرحلة نهاية الإدخال لمكبر الخطأ ومكبر الصوت العكسي كامل النطاق مقاومات أخذ العينات R2 و R3 متصلة بين الإخراج Vo + و Vo- ، لمن النسبة 11 ، يتم توصيل مقسمي جهد المقاوم بنهاية الإدخال العكسي لمكبر الخطأ ، NPN الصمام الثلاثي Ⅵ يتم تشغيل 1 في حالة تبديل ، ويتم توصيل القاعدة بإشارة موجة مربعة متزامنة لتشكيل موجة حاملة ، ويتم تحويل إشارة الخطأ إلى إشارة نبضية بعد تعديل السعة ، ويتم إرسالها إلى المرحلة الأولية من خلال محول عزل T2. يتم تحويل دارة الاستخلاص إلى إشارة تيار مستمر ومتصلة بـ PWM طرف التغذية المرتدة ، بحيث يتم التحكم في الحلقة.


التين 2 رسم تخطيطي لدائرة مضخم مقارنة العينات

3.2 تتأرجح تصميم الدوائر

من أجل الحصول على إشارة الناقل المتزامنة مع تردد التبديل ، فكرة بسيطة هي أن تأخذ شكل موجة تشغيل أنبوب التحويل الأساسي من خلال لف المحول ، أو تأخذ مباشرة شكل موجة تشغيل أنبوب المعدل الثانوي ، بعد القص والتشكيل ، للحصول على الموجة المربعة المناسبة إشارة. محول الفضاء dc dc في هذا مخطط التصميم ، من الصعب أخذ شكل موجة تشغيل أنبوب المعدل للإخراج المزدوج ، لذلك يتم استخدام لف المحول كإشارة ناقل.


التين 3 رسم تخطيطي لدائرة تتأرجح

التين 3 هو رسم تخطيطي لدائرة التذبذب ، حيث لف p4-m4 يأخذ محوّلًا ذاتيًا ويوفر إشارة تذبذب متزامنة مع محطة خرج سالبة Vo- كمرجع إمكانية. حيث تتغير نسبة واجب الإشارة مع تغيير الحمل والجهد الداخل ، عرض النبض flyback لا تتغير طريقة الاتصال بشكل واضح مقارنة بـ طريقة الاتصال الأمامي ، وإخراج محول DC للفضاء لا يكون خارج نطاق التحكم بسهولة عندما طريقة الاتصال الأمامي ليست قيد الاستخدام أو عندما الإدخال عند نهاية عالية.

3.3 تصميم دائرة الاستخلاص

التين 4 هو رسم تخطيطي لدائرة الإستخلاص ، حيث ال VREF هي المحطة المرجعية لـ PWM الأساسي ويوفر جهد تحيز للتيار المستمر للمحول T2 ؛ إشارة الخطأ الثانوية Vea يتم تعديله ونقله إلى المرحلة الأولية من خلال محول العزل T2 ؛ الصمام الثنائي 1 والمقاوم R1 والمكثف C1 تشكل كاشفًا لتحويل إشارة التيار المتردد إلى خطأ العاصمة إشارة ؛ ثم المقاومات R2 و R3 متصلة بمحطة التغذية الراجعة VFB من PWM بتقسيم الجهد لتشكيل حلقة مغلقة من النظام


التين 4 رسم تخطيطي لدائرة الإستخلاص

4 نتائج المحاكاة والاختبار

عن كل جزء من مخطط التصميم أعلاه ، يتم التحقق من الأداء الكهربائي عن طريق محاكاة ومحاكاة برمجيات سيبر اختبار.

4.1 محاكاة شكل موجة الدائرة

باستخدام برنامج saber للمحاكاة في النطاق الزمني وضبط وقت المحاكاة على 15 مللي ثانية ، شكل موجة DCDC المحول من يمكن الحصول على استقرار الإخراج بدقة ، كما هو موضح في التين. 5 ~ 10.


الشكل 5 موسفيت شكل موجة محاكاة الصرف


التين 6 شكل موجة محاكاة للأنود المعدل


التين 7 شكل موجة محاكاة لمحرك العزل المغناطيسي


الشكل 8 بدء التشغيل تجاوز الهدف / تأخير محاكاة الموجي


الشكل 9 تحميل شكل موجة محاكاة خطوة (100@ -50@)


الشكل 10 تحميل شكل موجة محاكاة خطوة (50@ -100@)

4.2 نتائج الاختبار المحاكاة

بناءً على دائرة المحاكاة ، يتم إعداد لوحة اختبار المحاكاة ، ويتم تحديد الحالة التقنية للدائرة عن طريق تصحيح الأخطاء وتحسين المعلمة ، ويتم قياس أشكال الموجة للنقاط المختلفة في اختبار المحاكاة لمحول التيار المستمر للفضاء باستخدام وحدة تخزين رقمية الذبذبات ، كما هو مبين في الشكل 11-16. بالمقارنة ، فإن أشكال الموجة الاختبارية متوافقة مع يتم التحقق من أشكال موجة المحاكاة وعقلانية تشغيل الدائرة


الشكل 11 موسفيت شكل موجة اختبار الصرف


التين 12 شكل موجة اختبار الأنود لأنبوب المعدل


التين 13 شكل موجة اختبار محرك العزلة المغناطيسية


الشكل 14 البدء التجاوز / تأخير اختبار الموجي


الشكل 15 اختبار خطوة تحميل الموجي (100@ -50@)


الشكل 16 اختبار خطوة التحميل الموجي (50@ -100@)

بعد الاختبار ، تفي المؤشرات الفنية الرئيسية للوحة اختبار المحاكاة بمتطلبات الاتفاقية ، كما هو موضح في الجدول 1.


5 ملاحظات ختامية

هذا تقدم ورقة تصميم وتنفيذ 20 واط flyback دائرة التغذية المرتدة للعزل المغناطيسي ، وتتحقق من مبدأ وأداء الدائرة بواسطة برنامج المحاكاة ولوحة الاختبار


ارسل رسالة
ارسل رسالة
إذا أنت مهتمون بمنتجاتنا ويريدون معرفة المزيد من التفاصيل ، يرجى ترك رسالة هنا ، وسنقوم بالرد عليك بأسرع ما نستطيع.

الصفحة الرئيسية

منتجات

حول

اتصل