Fórum témák

» Több friss téma
Cikkek » Stabilizált kimenetű rezonáns tápegység
Stabilizált kimenetű rezonáns tápegység
Szerző: lorylaci, idő: Dec 27, 2011, Olvasva: 48190, Oldal olvasási idő: kb. 3 perc
Lapozás: OK   7 / 10

Azok számára, akik nem elégszenek meg az Excelbe pötyögött adatokkal és kikapott értékekkel, itt találhatók a számítások:

Fontos megjegyezni, hogy a számítások nagy részében alap-harmonikussal való közelítések vannak, így a felharmonikusok el vannak hanyagolva!

MÉRETEZÉS RÉSZ KIEGÉSZÍTÉSEI:

A betáplált adatokból az áttét kiszámolása után  a rezgőkör jósági tényezője az alábbi képlettel kapható meg:

Q_max={1/k}*sqrt{{1+k*(1-1/{(2*n*V_out/V_in)^2})}/{(2*n*V_out/V_in)^2-1}}

Ebből a táblázat kiszámolja a minimális kapcsolófrekvencia és a rezonanciafrekvencia arányát az alábbi képlettel:

x_min=sqrt{1+k*(1-1/(2*n*V_out/V_in)^2)} Ebből pedig a frekvencia f_min=x_min*f_r1

A primer oldalra transzformált terhelés során figyelembe kell venni, hogy a konverter bemenete négyszög, de mi ennek csak az alap-harmonikusával számolunk, ezért a primer oldali terhelőimpedancia érdekesen alakul:

R_ac=8*n^2_gyak*R_load/pi^2

Ennek ismeretében a rezonáns tagokat az alábbi képletekkel lehet kiszámolni:

L_r=Q_max*R_ac/{2*pi*f_r1}

C_r=1/{2*pi*f_r*R_ac*Q_max}

A szórt induktivitásból a korábbi k szám alapján megkapható a mágnesezési induktivitás: L_m=k*L_r, a primer induktivitást pedig e kettő összege adja: L_p=L_m+L_r

TRANSZFORMÁTOR SZÁMÍTÁSÁNAK KIEGÉSZÍTÉSEI:

A primer menetszámot az alábbi képlet számolja ki, amely ismerős lehet Cimopata cikkéből is: 

N_pri={5*U_min}/{4*Delta B*A_e*f_min}

A primer áram számítása során szerepel egy I_1 köztes adat. Ez az az áram, ami akkor folyik, amikor a mágnesező induktivitás és a szórt induktivitás árama megegyezik:

I_1=n_gyak*U_ki/{4*L_m*f_r1}

Ebből kiszámolható a primer csúcsáram: I_pripk=sqrt{(I_out*pi/{2*n_gyak})^2+{I_1}^2} és ennek az effektív értéke: I_pri=I_pripk/sqrt{2}

Az egyenirányítás módja miatt a szekunder csúcsáram kicsit váratlanul alakul: I_secpk=I_out*pi/2, valamint az effektív értéke: I_sec=I_out*pi/4

KONDENZÁTOR TERVEZÉSÉNEK KIEGÉSZÍTÉSEI:

A kondenzátoron fellépő nagyfrekvenciás feszültsgéingadozás az alábbi képlettel számolható ki:

U_pp=2*n_gyak*U_ki+2*I_pripk*sqrt{L_r/C_r}-U_be, ennek az effekív értékre: U_rms=U_pp/{2*sqrt{2}}.

Ha a szinuszos feszültség: U(t)=U_max*sin(2*pi*f*t), akkor a feszültségváltozás sebessége a feszültség-idő függvény deriváljta:

dU/dt=U_max*2*pi*f*cos(2*pi*f*t)

Maximális sebessége pedig az alábbiak szerint alakul:

(dU/dt)_max=pi*U_pp*f_r1

HOLTIDŐ KISZÁMÍTÁSA:

A holtidőnek elégnek kell lennie ahhoz, hogy a mágnesező induktivitás miatt folyó meddő áram áttöltse a FET-ek Drain és Source közötti parazita kapacitásait (valamint még egy jó pár parazita kapacitást), valamint az esetlegesen berakott további ZVS-kondenzátort. A meddő áram értéke az alábbi képlettel számolható ki: I_meddo,=n_gyak*U_ki/{4*f_max*(L_r+L_m)}

Az adatlapból a szükséges értékek kapacitásai összeadódnak: C_HB=2*C_oss+C_rss+C_Well+C_s (ahol C_Well=5pF az IC-ből adódik) , majd számoljuk ki az ezek áttöltéséhez szükséges időt: t_ch=C_HB*U_inmax/I_meddo

A Gate vezérléséhez szükséges idő kiszámolásához meg kell kapnunk a Gate ekvivalens kapacitását:

C_geq={Q_g-Q_gd-Q_gs}/{}V_gs-V_m, ahol V_m a FET bekapcsolási feszültsége (általában 3V). Vegyük itt észre, hogy a Gate ekvivalens kapacitása óriási mértékben lecsökkent, ami ZVS módnak köszönhető!

Ki kell még számolnunk a meghajtás impedanciáját: R=R_downeff+R_g+R_gFET, ahol R_downeff 3Ohm, az IC kimenő ellenállása R_g a Gate előtét-ellenállás, R_gFET pedig a Gate belső ellenállása. Ezekből a vezérlési idő: t_1=-R*C_geq*ln{V_m/V_G}

A két idő összege lesz az összes szükséges holtidő.

RC TAGOK SZÁMÍTÁSA:

A holtidő beállító kondenzátor értékét az alábbi egyenlet adja: C_t={t_DT*10^-3-40*10^-12}/{0,85}.

Válasszuk ki a legközelebb álló létező értéket, majd számoljuk vissza belőle az aktuális holtidőt: t_DT=(0,82*C_t+40pF)*2V/2mA.

Most ehhez válasszuk ki a minimális frekvenciát beállító ellenállást az alábbi képlettel:

R_min=1/{2*f_min*t/DT*10^-3}-1k Omega. Ennél válasszuk az eggyel kisebb gyakorlati értéket.

Most számítsuk ki azt az ellenállást, ami a 2-es lábtól a földig kell, hogy a maximális frekvenciát adja: R_eq=1/{2*f_max*t_DT*10^-3}-1k Omega. Tekintve, hogy a plusz ellenállás párhuzamosan lesz az előzővel: R_max={R_min*R_eq}/{R_min-R_eq}.

Most számítsuk ki a lágyidítási frekvenciához szükséges ellenállást a 2-es lábtól a földig R_sseq=1/{2*f_ss*t_DT*10^-3}-1k Omega. Tekintve, hogy ez is egy plusz ellenállás, párhuzamosan: R_ss={R_min*R_sseq}/{R_min-R_sseq}.

Most számoljuk ki azt a kondenzátort, ami a lágyindítás idejét állítja be: C_ss=t_ss/{3*R_ss}.


A cikk még nem ért véget, lapozz!
Következő: »»   7 / 10
Értékeléshez bejelentkezés szükséges!
Bejelentkezés

Belépés

Hirdetés
XDT.hu
Az oldalon sütiket használunk a helyes működéshez. Bővebb információt az adatvédelmi szabályzatban olvashatsz. Megértettem