Da PCB ad alimentatore flyback, progettazione di alimentatori switching

2022-02-12 09:57:10

Parliamo di anni di esperienza nella progettazione di alimentatori switching, dalla progettazione del circuito stampato dell'alimentatore switching, al cablaggio del circuito stampato, all'allineamento della superficie in rame del circuito stampato, all'applicazione del substrato in alluminio e del circuito stampato multistrato nell'alimentatore switching, fino al ciclo di lavoro dell'alimentatore flyback.

 

Cominciamo con una descrizione del processo di progettazione e produzione di Alimentatore switching a LED, a partire dalla progettazione del circuito stampato. L'alimentatore switching funziona in alta frequenza, stato di impulsi elevati, appartiene a un tipo relativamente speciale di circuito analogico. Il layout della scheda deve seguire i principi del cablaggio del circuito ad alta frequenza.

Le linee di tensione a impulsi sono il più corte possibile, dal tubo di commutazione in ingresso al trasformatore e dal trasformatore di uscita al raddrizzatore. Loop di corrente a impulsi il più piccolo possibile, come il condensatore del filtro di ingresso positivo al trasformatore al condensatore di ritorno del tubo di commutazione negativo. Dall'uscita del trasformatore al raddrizzatore al condensatore di uscita al condensatore di uscita e quindi ritorno al circuito del trasformatore Il condensatore X dovrebbe essere il più vicino possibile all'ingresso dell'alimentatore switching, la linea di ingresso dovrebbe evitare parallelamente ad altri circuiti, dovrebbe essere evitata. Il condensatore y dovrebbe essere posizionato nel terminale di terra del telaio o nella connessione FG. L'induttore di contatto comune dovrebbe essere mantenuto a una certa distanza dal trasformatore per evitare l'accoppiamento magnetico. Se non è buono da gestire, è possibile aggiungere uno schermo tra l'induttore di contatto comune e il trasformatore. Gli elementi sopra indicati hanno un impatto maggiore sulle prestazioni EMC dell'alimentatore switching.

I condensatori di uscita possono essere generalmente utilizzati due, uno vicino al raddrizzatore, l'altro dovrebbe essere vicino ai terminali di uscita, può influenzare gli indicatori di ondulazione di uscita dell'alimentatore, due condensatori di piccola capacità in parallelo dovrebbero essere migliori di condensatori di grande capacità. Dispositivi di generazione di calore e condensatori elettrolitici per mantenere una certa distanza per prolungare la vita della macchina, i condensatori elettrolitici sono il collo di bottiglia della vita dell'alimentatore switching, come trasformatori, tubi di potenza, resistori ad alta potenza e distanza elettrolitica per mantenere l'elettrolitico, lo spazio elettrolitico deve essere lasciato tra la dissipazione del calore, le condizioni consentono di posizionarlo nell'ingresso dell'aria.

Prestare attenzione alla sezione di controllo: i collegamenti del circuito del segnale debole ad alta impedenza devono essere il più corti possibile, come il ciclo di feedback del campionamento, durante l'elaborazione per cercare di evitare interferenze, il circuito del segnale di campionamento della corrente, in particolare il circuito di tipo di controllo della corrente, altrimenti si verificheranno degli incidenti imprevisti.

 

Spaziatura delle linee: con il continuo miglioramento del processo di produzione dei circuiti stampati, la fabbrica di lavorazione generale che produce spaziature delle linee pari o addirittura inferiori a 0.1 mm non è più un problema, ed è pienamente in grado di soddisfare la maggior parte delle applicazioni. Considerando i componenti e il processo di produzione utilizzati nell'alimentatore switching, la spaziatura minima delle linee bilaterali impostata su 0.3 mm, la spaziatura minima delle linee monolaterali impostata su 0.5 mm, piazzole e piazzole, piazzole e fori o fori e fori, la spaziatura minima impostata su 0.5 mm, può evitare il fenomeno del "ponte" durante l'operazione di saldatura. Pertanto, la maggior parte delle fabbriche di circuiti stampati può facilmente soddisfare i requisiti di produzione e ottenere una densità di cablaggio ragionevole e un costo più economico.

La spaziatura minima delle linee è adatta solo per circuiti di controllo del segnale e circuiti a bassa tensione con tensioni inferiori a 63 V. Quando la tensione tra le linee è maggiore di questo valore, la spaziatura delle linee può essere generalmente presa in base al valore empirico di 500 V/1 mm.

In considerazione del fatto che ci sono alcuni standard pertinenti che hanno regolamenti più chiari sulla spaziatura delle linee, è necessario seguire rigorosamente gli standard, come l'ingresso CA collegato alle porte del fusibile. Alcuni alimentatori LED hanno requisiti di volume elevato, come l'alimentatore modulare. La pratica della spaziatura delle linee di ingresso del trasformatore generale di 1 mm si è dimostrata fattibile. Per i prodotti di alimentazione con ingresso CA, uscita CC (isolata), regolamenti più severi per la spaziatura di sicurezza devono essere maggiori o uguali a 6 mm. Naturalmente, questo è determinato dagli standard pertinenti e dai metodi di implementazione. La spaziatura di sicurezza generale può essere utilizzata come riferimento dalla distanza tra i due lati dell'optoaccoppiatore di feedback, il principio è maggiore o uguale a questa distanza. Può anche essere inserito sulla scheda stampata sotto l'optoaccoppiatore, in modo che la distanza di dispersione venga aumentata per soddisfare i requisiti di isolamento. Allineamento del lato di ingresso CA dell'alimentatore switching generale o componenti della scheda dal guscio non isolato, la spaziatura del dissipatore di calore deve essere maggiore di 5 mm, l'allineamento del lato di uscita o il dispositivo dal guscio o la spaziatura del dissipatore di calore devono essere maggiori di 2 mm, o in stretta conformità con gli standard di sicurezza.

Metodi comunemente usati: Il metodo sopra menzionato per l'inserimento della scheda di circuito è adatto per alcune occasioni in cui la spaziatura non è sufficiente. Per inciso, il metodo è anche comunemente usato come uno spazio di scarica protettivo, comunemente trovato sulla scheda di coda del tubo catodico della TV e sull'ingresso CA dell'alimentatore. Il metodo è ampiamente usato nell'alimentatore modulare e si possono ottenere buoni risultati nelle condizioni di incapsulamento.

Metodo 2: pad di carta isolante, può essere utilizzata carta a guscio verde, pellicola mylar, pellicola di orientamento in politetrafluoroetilene e altri materiali isolanti. Alimentazione generale con pad di carta a guscio verde o pellicola in poliestere nel circuito stampato tra il telaio metallico, questo materiale ha un'elevata resistenza meccanica, una certa resistenza all'umidità. La pellicola orientata in teflon è ampiamente utilizzata nell'alimentazione modulare per la sua elevata resistenza alle alte temperature. La pellicola isolante può anche essere imbottita tra i componenti e i conduttori circostanti per migliorare la resistenza dell'isolamento.

Nota: alcune coperture isolanti per dispositivi non possono essere utilizzate come mezzo isolante per ridurre la spaziatura di sicurezza, come la pelle esterna dei condensatori elettrolitici, che può essere soggetta a contrazione termica in condizioni di temperatura elevata. Dovrebbe essere lasciato spazio nella parte anteriore del grande serbatoio elettrolitico antideflagrante per garantire un rilascio di tensione senza ostacoli per i condensatori elettrolitici in condizioni straordinarie.

 

Densità di corrente di allineamento: la maggior parte dei circuiti elettronici ora utilizza una composizione di rame legata a una scheda isolata. Spessore della pelle di rame della scheda di circuito comunemente utilizzato di 35 μm, l'allineamento può essere preso in base al valore empirico di 1 A/mm del valore di densità di corrente. Per garantire la resistenza meccanica del principio di allineamento, la larghezza della linea dovrebbe essere maggiore o uguale a 0.3 mm (altre schede di circuito non di potenza potrebbero avere una larghezza di linea minima che sarà piccola). Alcuni). Lo spessore del rame di 70 μm della scheda di circuito è comune anche nell'alimentatore switching, quindi la densità di corrente può essere maggiore.

Ora, i software di progettazione di circuiti stampati comunemente usati hanno generalmente elementi di specifiche di progettazione, come larghezza della linea, spaziatura della linea, dimensione del pad sul foro e altri parametri che possono essere impostati. Nella progettazione del circuito stampato, il software di progettazione può essere implementato automaticamente in base alle specifiche, il che può far risparmiare molto tempo, ridurre parte del carico di lavoro e ridurre il tasso di errore.

Requisiti generali per l'affidabilità della linea più alta o densità di linea di cablaggio possono essere utilizzati su entrambi i lati. È caratterizzato da costi moderati, elevata affidabilità e può essere utilizzato nella maggior parte delle applicazioni.

I ranghi degli alimentatori modulari comprendono anche alcuni prodotti che utilizzano schede multistrato, principalmente per facilitare l'integrazione di induttori di trasformatori e altri dispositivi di potenza, ottimizzare il cablaggio, la dissipazione del calore del tubo di potenza, ecc. Con i vantaggi di una bella coerenza di processo, la dissipazione del calore del trasformatore è buona, ma il suo svantaggio è il costo più elevato, meno flessibile, adatto solo per la produzione industriale.

La quasi totalità degli alimentatori switching per uso generale in circolazione sul mercato utilizza un circuito stampato monofacciale, che ha il vantaggio di essere economico, ma nel processo di progettazione e produzione vengono adottate alcune misure per garantirne le prestazioni.

Grazie al suo basso costo e alle sue caratteristiche di facile fabbricazione, il pannello singolo è ampiamente utilizzato nei circuiti di alimentazione a commutazione, poiché ha un solo lato in rame legato; la connessione elettrica del dispositivo e il fissaggio meccanico dipendono da quello strato di rivestimento in rame e devono essere maneggiati con cura.

Per garantire buone prestazioni della struttura meccanica della saldatura, il singolo pannello pad dovrebbe essere leggermente più grande per garantire che la pelle di rame e il substrato di buona forza di legame, e non essere soggetto a vibrazioni quando la pelle di rame spogliato, rotto. La larghezza generale dell'anello di saldatura dovrebbe essere maggiore di 0.3 mm. Il diametro del foro pad dovrebbe essere leggermente più grande del diametro del perno del dispositivo, ma non dovrebbe essere troppo grande per garantire che la distanza tra i perni e pad dalla connessione di saldatura sia la più breve, la dimensione del foro del disco per non ostacolare il normale controllo per il grado, il diametro del foro pad è generalmente più grande del diametro del perno 0.1-0.2 mm. Dispositivi multi-pin per garantire un controllo regolare, possono anche essere più grandi.

 

I componenti del pannello singolo devono essere vicini alla scheda di circuito. È necessario installare componenti di dissipazione del calore in alto, per aggiungere manicotti sui pin tra il dispositivo e la scheda di circuito, che possono svolgere un duplice ruolo di supporto del dispositivo e di aumento dell'isolamento. Per ridurre al minimo o evitare l'impatto delle forze esterne sulla connessione tra la piastra di saldatura e il pin, per migliorare la solidità della saldatura. I componenti del peso della scheda di linea possono essere aumentati per supportare il punto di connessione, possono rafforzare la resistenza della connessione tra la scheda e la linea, come trasformatori, dissipatori di calore dei dispositivi di potenza.

I pad bifacciali sono stati metallizzati per una maggiore resistenza grazie ai fori, l'anello di saldatura può essere più piccolo di un singolo pannello, l'apertura del foro del pad può essere leggermente più grande del diametro del perno, perché nel processo di saldatura è favorevole alla soluzione di saldatura attraverso la penetrazione del foro di saldatura nel pad superiore, per aumentare l'affidabilità della saldatura. Ma c'è uno svantaggio, se il foro è troppo grande, la saldatura a onda nella parte di impatto dello stagno a getto del dispositivo può galleggiare verso l'alto, producendo alcuni difetti.

 

L'elaborazione dell'allineamento ad alta corrente, la larghezza della linea può essere gestita in conformità con il post precedente, come la larghezza non è sufficiente, in genere può essere utilizzata nell'allineamento della stagnatura per aumentare lo spessore della soluzione, ci sono diversi metodi.

 

1, l'allineamento verrà impostato sulle proprietà del pad, in modo che l'allineamento non venga coperto dalla resistenza alla saldatura durante la produzione del circuito stampato; il livellamento ad aria calda verrà stagnato.

 

2. Posizionare i cuscinetti sul cablaggio, il cuscinetto verrà impostato sulla forma necessaria per l'allineamento, il foro del cuscinetto deve essere impostato su zero.

 

3. Nello strato di solder resist per posizionare la linea, questo metodo è il più flessibile, ma non tutti i produttori di circuiti stampati capiranno la tua intenzione, è necessario utilizzare il testo per spiegare. Nello strato di solder resist per posizionare la parte della linea non sarà rivestita con solder resist.

Diversi metodi di stagnatura di linea come sopra, si dovrebbe notare che se un allineamento molto ampio tutto stagnato, dopo la saldatura, legherà molta saldatura e la distribuzione è molto irregolare, influenzando l'estetica. Generalmente può usare una lunga striscia sottile di larghezza di stagnatura in 1 ~ 1.5 mm, la lunghezza può essere determinata in base alla linea, la parte di stagnatura dell'intervallo 0.5 ~ 1 mm del circuito stampato bifacciale fornisce una grande quantità di selettività per il layout e l'allineamento, può rendere il cablaggio più ragionevole. Sulla messa a terra, la messa a terra di potenza e la messa a terra del segnale devono essere separate, due masse possono essere convergenti al condensatore di filtro per evitare una grande corrente di impulso attraverso la connessione di messa a terra del segnale e portare a fattori accidentali instabili, il circuito di controllo del segnale prova a usare un piccolo metodo di messa a terra, c'è un trucco, prova a posizionare l'allineamento non messo a terra nello stesso strato di cablaggio e infine nell'altro strato per stendere la terra. Generalmente la linea di uscita passa prima attraverso il condensatore del filtro e poi verso il carico; anche la linea di ingresso deve passare prima attraverso il condensatore e poi verso il trasformatore; la base teorica è quella di far passare la corrente di ripple attraverso il condensatore del filtro di brigata.

L'allineamento da uno strato di cablaggio a un altro strato di cablaggio è generalmente collegato da un foro, non dovrebbe essere realizzato attraverso i pin pad del dispositivo, perché l'inserimento dei dispositivi potrebbe distruggere questa connessione, c'è una corrente attraverso ogni 1A, dovrebbero esserci almeno 2 fori, il principio di apertura deve essere maggiore di 0.5 mm quando sopra il foro, generalmente 0.8 mm per garantire l'affidabilità dell'elaborazione.

Dissipazione del calore del dispositivo: in alcuni alimentatori a bassa potenza, l'allineamento del circuito stampato può anche essere una funzione di dissipazione del calore, caratterizzata dall'allineamento il più ampio possibile per aumentare l'area di dissipazione del calore e non rivestita con resistenza alla saldatura, le condizioni possono essere posizionate uniformemente sul foro, per migliorare la conduttività termica.

 

Il substrato di alluminio, per la sua stessa costruzione, ha le seguenti caratteristiche: conduttività termica molto buona, rame legato su un solo lato, i dispositivi possono essere posizionati solo sulla superficie di rame legato, non è possibile aprire il foro di collegamento elettrico, quindi non possono essere posizionati secondo il ponticello del pannello singolo.

Il substrato di alluminio è generalmente posizionato sui dispositivi SMD, tubi di commutazione, tubo raddrizzatore di uscita attraverso il substrato per condurre il calore, la resistenza termica è molto bassa, può ottenere una maggiore affidabilità. Il trasformatore che utilizza una struttura SMD piatta, può anche essere dissipazione del calore attraverso il substrato. Lo stesso trasformatore di specifiche che utilizza una struttura di substrato di alluminio può ottenere una potenza di uscita maggiore. Il ponticello del substrato di alluminio può essere utilizzato per colmare il modo di gestire. L'alimentatore del substrato di alluminio è generalmente composto da due schede stampate, un'altra scheda per posizionare il circuito di controllo, le due schede sono fisicamente collegate per formarne una.

 

A causa dell'eccellente conduttività termica del substrato di alluminio, in una piccola quantità di saldatura manuale è più difficile, la saldatura si raffredda troppo velocemente, esiste un modo semplice e pratico per risolvere i problemi che si presentano facilmente, utilizzando un ferro da stiro (preferibilmente con funzione di regolazione della temperatura), capovolgendolo, stirandolo a faccia in su e fissandolo, la temperatura viene regolata a circa 150 ℃, il substrato di alluminio sopra il ferro, riscaldandolo per un periodo di tempo, quindi secondo il metodo convenzionale verrà attaccato ai componenti e saldato, la temperatura del ferro al dispositivo è facile da saldare appropriata, troppo alta potrebbe essere quando il dispositivo si danneggia e persino il substrato di rame di alluminio si sbuccia, la temperatura è troppo bassa l'effetto di saldatura non è buono, per essere flessibile.

 

Gli alimentatori switching sono divisi in due forme: isolati e non isolati. Gli alimentatori isolati possono essere suddivisi in due categorie principali in base alla forma della struttura: alimentatore a eccitazione diretta e alimentatore flyback. L'alimentatore flyback si riferisce al lato primario della conduzione del trasformatore quando il lato secondario viene interrotto, l'accumulo di energia del trasformatore. Quando il lato primario viene interrotto, la conduzione del lato secondario, il rilascio di energia allo stato di lavoro del carico, l'alimentatore flyback convenzionale generale a tubo singolo, il doppio tubo non è comune. L'eccitazione diretta si riferisce al lato primario della conduzione del trasformatore allo stesso tempo il lato secondario dell'induzione della corrispondente uscita di tensione al carico, l'energia viene trasferita direttamente attraverso il trasformatore. Secondo le specifiche può essere suddiviso in flyback convenzionale, incluso flyback a tubo singolo, flyback a doppio tubo. I circuiti a mezzo ponte e a ponte sono tutti circuiti a eccitazione diretta.

 

I circuiti forward e flyback hanno le loro caratteristiche e possono essere utilizzati in modo flessibile nel processo di progettazione del circuito per ottenere prestazioni di costo ottimali. In genere, il flyback può essere utilizzato in applicazioni a bassa potenza. Una potenza leggermente elevata può essere utilizzata nel circuito forward a tubo singolo, una potenza media può essere utilizzata nel circuito forward a doppio tubo o nel circuito half-bridge. A bassa tensione, viene utilizzato un circuito push-pull, che è lo stesso dello stato operativo half-bridge. Alta potenza in uscita, l'uso generale del circuito a ponte, bassa tensione può anche essere utilizzata nel circuito push-pull. Gli alimentatori flyback sono ampiamente utilizzati in alimentatori di piccole e medie dimensioni a causa della loro struttura semplice, eliminando un induttore di circa le stesse dimensioni di un trasformatore.

 

L'induttanza di dispersione del trasformatore nell'alimentatore flyback è un parametro molto critico, perché l'alimentatore flyback richiede al trasformatore di immagazzinare energia, per sfruttare appieno il nucleo del trasformatore, in genere è necessario aprire il traferro nel circuito magnetico, lo scopo è quello di modificare la pendenza della linea di isteresi del nucleo, in modo che il trasformatore possa resistere a grandi shock di corrente impulsiva, senza che il nucleo entri in uno stato non lineare saturo, il traferro nel circuito magnetico in uno stato di elevata riluttanza, nel circuito magnetico per produrre perdite è molto più grande di un circuito magnetico completamente chiuso.

 

L'accoppiamento tra il polo iniziale del trasformatore è anche un fattore chiave nel determinare l'induttanza di dispersione, per rendere la bobina del polo iniziale il più vicino possibile, può essere utilizzato il metodo di avvolgimento a sandwich, ma ciò aumenterà la distribuzione della capacità del trasformatore. La selezione dei nuclei cerca di utilizzare un nucleo a finestra relativamente lungo, può ridurre l'induttanza di dispersione, come l'uso di EE, EF, EER, l'effetto del nucleo di tipo PQ è migliore del tipo EI.

 

Per quanto riguarda il ciclo di lavoro dell'alimentatore flyback, il ciclo di lavoro massimo dell'alimentatore flyback dovrebbe essere inferiore a 0.5, altrimenti il ​​loop non è facile da compensare. Il ciclo di lavoro è determinato dal rapporto tra spire primarie e secondarie del trasformatore. Innanzitutto, determinare la tensione di riflessione (tensione di uscita attraverso l'accoppiamento del trasformatore riflessa sul lato originale del valore di tensione), in un certo intervallo di tensione, la tensione di riflessione aumenta il ciclo di lavoro operativo aumenta, la perdita del tubo di commutazione è ridotta. La tensione riflessa diminuisce, il ciclo di lavoro diminuisce e la perdita del tubo di commutazione aumenta. Naturalmente, questo è anche un prerequisito, quando il ciclo di lavoro aumenta, significa che il tempo di conduzione del diodo di uscita è ridotto, al fine di mantenere la stabilità di uscita, il più delle volte sarà garantito dalla corrente di scarica del condensatore di uscita, il condensatore di uscita sarà soggetto a una maggiore corrente di ripple ad alta frequenza e lo farà riscaldare, il che non è consentito in molte condizioni. L'aumento del ciclo di lavoro, la modifica del rapporto di spire del trasformatore, aumenterà l'induttanza di dispersione del trasformatore, in modo che le sue prestazioni complessive, quando l'energia dell'induttanza di dispersione è elevata in una certa misura, possano compensare completamente la bassa perdita causata dall'ampio ciclo di lavoro del tubo di commutazione, quando non c'è più il significato di aumentare il ciclo di lavoro e potrebbe persino essere troppo alto a causa della tensione anti-picco dell'induttanza di dispersione e della rottura del tubo di commutazione. A causa dell'ampia induttanza di dispersione, potrebbe peggiorare l'ondulazione di uscita e alcuni altri indicatori elettromagnetici. Quando il ciclo di lavoro è piccolo, il tubo di commutazione attraverso il valore RMS corrente è elevato, il valore RMS della corrente primaria del trasformatore è elevato, riducendo l'efficienza del convertitore, ma può migliorare le condizioni di lavoro del condensatore di uscita, ridurre il calore. Come determinare la tensione di riflessione del trasformatore (ciclo di lavoro).

 

Infine, parliamo del ciclo di lavoro dell'alimentatore flyback, il ciclo di lavoro è anche correlato alla selezione della tensione del tubo di commutazione, ci sono alcuni primi alimentatori flyback che utilizzano tubi di commutazione a tensione relativamente bassa, come 600 V o 650 V come interruttore di alimentazione in ingresso CA 220 V, forse correlati al processo di produzione al momento, tubo ad alta tensione, non facile da fabbricare o tubo a bassa tensione ha una perdita di conduzione più ragionevole e caratteristiche di commutazione, come questa linea La tensione riflessa non può essere troppo alta, altrimenti, per far funzionare il tubo di commutazione nell'intervallo sicuro, anche la perdita di potenza del circuito di assorbimento è considerevole. La pratica ha dimostrato che la tensione di riflessione del tubo da 600 V non dovrebbe essere maggiore di 100 V, la tensione di riflessione del tubo da 650 V non dovrebbe essere maggiore di 120 V, il valore della tensione di picco di dispersione è bloccato a 50 V quando il tubo ha un margine di lavoro di 50 V. Ora, grazie al miglioramento del processo di fabbricazione del tubo MOS, l'alimentatore flyback generale utilizza tubi di commutazione da 700 V o 750 V o persino 800-900 V. Come questo circuito, la capacità di resistere alla sovratensione di una certa tensione di riflessione del trasformatore di commutazione può anche essere aumentata, la tensione di riflessione massima di 150 V è più appropriata per ottenere una migliore prestazione complessiva. 135 V è consigliato per il chip TOP di PI che utilizza un morsetto a diodo di soppressione della tensione transitoria. Ma la sua scheda di valutazione è generalmente inferiore a questo valore della tensione di riflessione di circa 110 V. Questi due tipi hanno vantaggi e svantaggi.

La prima categoria: gli svantaggi sono una debole resistenza alla sovratensione, il ciclo di lavoro è piccolo, la corrente di impulso primaria del trasformatore è grande. I vantaggi sono l'induttanza di dispersione del trasformatore è piccola, bassa radiazione elettromagnetica, alto indice di ondulazione, piccola perdita del tubo di commutazione, l'efficienza di conversione non è necessariamente inferiore alla seconda categoria.

 

La seconda categoria: gli svantaggi sono la perdita del tubo di commutazione maggiore, l'induttanza di dispersione del trasformatore è maggiore, l'ondulazione è peggiore. I vantaggi sono una forte resistenza alla sovratensione, il ciclo di lavoro è ampio, le perdite del trasformatore sono basse, l'alta efficienza.

C'è un altro fattore determinante sulla tensione riflessa dell'alimentatore flyback. La tensione riflessa dell'alimentatore flyback è anche correlata a un parametro, ovvero la tensione di uscita. Minore è la tensione di uscita, maggiore è il rapporto di trasformazione del trasformatore, maggiore è l'induttanza di dispersione del trasformatore, maggiore è la tensione di tenuta del tubo di commutazione, maggiore è il rischio di rottura del tubo di commutazione, maggiore è il consumo di energia del circuito di assorbimento, il rischio di guasto permanente dei dispositivi di potenza del circuito di assorbimento (in particolare il circuito che utilizza diodi di soppressione della tensione transitoria). Nella progettazione di un alimentatore flyback a bassa potenza con uscita a bassa tensione, il processo di ottimizzazione deve essere gestito con attenzione, ci sono diversi modi per gestirlo.

1. Utilizzo di un nucleo con elevato livello di potenza per ridurre l'induttanza di dispersione, che può migliorare l'efficienza di conversione dell'alimentatore flyback a bassa tensione, ridurre le perdite e l'ondulazione in uscita, migliorare la velocità di regolazione del crossover di alimentatori con più uscite, generalmente comuni negli elettrodomestici con alimentatori switching, come lettori di dischi ottici, decoder DVB, ecc.

 

2. se le condizioni non consentono di aumentare il nucleo, può solo ridurre la tensione di riflessione, ridurre il ciclo di lavoro. Ridurre la tensione di riflessione può ridurre l'induttanza di dispersione ma può ridurre l'efficienza di conversione della potenza, i due sono una contraddizione, deve esserci un processo alternativo per trovare un punto adatto. Nel processo di esperimento di sostituzione del trasformatore, è possibile rilevare la tensione di riflessione del lato originale del trasformatore, provare a ridurre la larghezza dell'impulso di tensione di riflessione e l'ampiezza, può aumentare il margine di sicurezza del lavoro del convertitore. In genere, la tensione di riflessione è più adatta a 110 V.

 

3. Per migliorare l'accoppiamento e ridurre le perdite, vengono utilizzate nuove tecnologie e processi di avvolgimento. Il trasformatore per soddisfare le specifiche di sicurezza adotterà misure di isolamento tra i lati primario e secondario, come il nastro isolante pad, aggiungere nastro isolante finale. Ciò influenzerà le prestazioni di induttanza di dispersione del trasformatore, la realtà della produzione può essere utilizzata nell'avvolgimento primario avvolto attorno al metodo di avvolgimento secondario. O secondario con avvolgimento di filo triplo isolato, l'eliminazione del livello iniziale tra l'isolante può migliorare l'accoppiamento o persino un ampio avvolgimento in rame.

 

Il nucleo del trasformatore dell'alimentatore flyback funziona in uno stato di magnetizzazione unidirezionale, quindi il circuito magnetico richiede un traferro aperto, simile a un induttore CC pulsante. Una parte del circuito magnetico attraverso l'accoppiamento del traferro. Perché il principio del traferro aperto? Poiché la ferrite di potenza ha anche una curva caratteristica di lavoro quasi rettangolare (isteresi), nella curva caratteristica di lavoro l'asse Y indica la forza di induzione magnetica (B), ora il punto di saturazione del processo di produzione generalmente è superiore a 400 mT, generalmente questo valore nella progettazione del valore dovrebbe essere compreso tra 200 e 300 mT, l'asse X indica la forza del campo magnetico (H), questo valore è proporzionale alla forza della corrente di magnetizzazione. Il traferro aperto del circuito magnetico è equivalente alla linea di isteresi del magnete all'inclinazione dell'asse X, nella stessa forza di induzione magnetica, può sopportare una maggiore corrente di magnetizzazione, che è equivalente al nucleo per immagazzinare più energia, questa energia nel taglio del tubo di commutazione attraverso la cascata secondaria del trasformatore al circuito di carico, il traferro aperto del nucleo dell'alimentatore flyback ha due ruoli. Uno è trasferire più energia e l'altro è impedire al nucleo di entrare in saturazione.

 

Il trasformatore dell'alimentatore flyback funziona in uno stato di magnetizzazione unidirezionale, non solo per trasferire energia tramite accoppiamento magnetico, ma anche per assumere i molteplici ruoli di isolamento di ingresso e uscita della conversione di tensione. Quindi il traferro deve essere gestito con molta attenzione, il traferro è troppo grande può far sì che l'induttanza di dispersione diventi grande, la perdita di isteresi aumenta, la perdita di ferro, la perdita di rame aumenta, influenzando le prestazioni complessive dell'alimentatore. Il traferro è troppo piccolo può causare la saturazione del nucleo del trasformatore, con conseguenti danni alla potenza.

 

Le modalità continue e intermittenti degli alimentatori flyback si riferiscono allo stato operativo del trasformatore. A pieno carico, il trasformatore funziona in una modalità operativa in cui l'energia viene trasferita completamente o non completamente. Generalmente, per essere progettato in base all'ambiente operativo, l'alimentatore flyback convenzionale dovrebbe funzionare in modalità continua, in modo che la perdita di tubi e linee di commutazione sia ridotta e possa ridurre lo stress operativo dei condensatori di ingresso e uscita, ma ci sono alcune eccezioni a questo.

 

Grazie alle caratteristiche dell'alimentatore flyback è anche più adatto per la progettazione in alimentatori ad alta tensione e i trasformatori di potenza ad alta tensione generalmente funzionano in modalità intermittente. Grazie alle caratteristiche del processo di fabbricazione, diodo ad alta tensione inversa, il tempo di recupero inverso è lungo e a bassa velocità, quindi nello stato continuo attuale, il diodo viene recuperato quando c'è polarizzazione diretta, la perdita di energia di recupero inverso è molto grande, non favorisce il miglioramento delle prestazioni del convertitore, ridurrà l'efficienza di conversione, il tubo raddrizzatore si riscalda gravemente e persino brucia il tubo raddrizzatore. Poiché in modalità intermittente, il diodo è polarizzato inversamente sotto polarizzazione zero, la perdita può essere ridotta a un livello relativamente basso. Pertanto, l'alimentatore ad alta tensione funziona in modalità intermittente e la frequenza operativa non può essere troppo alta.

 

Il trasformatore dell'alimentatore switching flyback dovrebbe funzionare in modalità continua, il che richiede un'induttanza di avvolgimento relativamente grande. Naturalmente, c'è un certo grado di continuità, ed è irrealistico perseguire troppo la continuità assoluta, il che potrebbe richiedere un nucleo molto grande e un numero molto elevato di spire, accompagnato da una grande induttanza di dispersione e capacità distribuita, che potrebbero non valere la perdita. Quindi, come determinare questo parametro? Attraverso una pratica ripetuta, si conclude che all'ingresso della tensione nominale, l'uscita dovrebbe raggiungere il 50% al 60% del trasformatore da intermittente, la transizione allo stato continuo è più appropriata. Oppure allo stato di tensione di ingresso più elevato, il trasformatore può passare a uno stato continuo quando l'uscita è completamente carica