PrjOfLin.doc 1

PrjOfLin.doc Pag. 2

Indice

Indice................................................................................................................................................... 2

Progettazione di un convertitore flyback offline ............................................................................. 4 Dimensionamento del trasformatore......................................................................................................... 8

Sezione dei conduttori ...............................................................................................................................................9

Dimensionamento del condensatore di filtro in ingresso ....................................................................... 11

Ulteriori passi del progetto....................................................................................................................... 12 Rete di retroazione...................................................................................................................................................12 Circuito ausiliario di alimentazione.........................................................................................................................13 Circuito di bootstrap ................................................................................................................................................13 Filtro di uscita ..........................................................................................................................................................15 Protezione dal sovraccarico e dal cortocircuito .......................................................................................................16

Note............................................................................................................................................................. 16

Progettazione di un convertitore forward off-line........................................................................... 17 Caratteristiche comuni a tutta la famiglia .............................................................................................. 17

Descrizione generale.................................................................................................................................. 17

Principio di funzionamento ...................................................................................................................... 18

Dimensionamento del trasformatore....................................................................................................... 20 Sezione dei conduttori .............................................................................................................................................21

Dimensionamento del condensatore di filtro in ingresso ....................................................................... 21

Filtro di uscita............................................................................................................................................ 22

Ulteriori passi di progetto......................................................................................................................... 23 Circuito di bootstrap ................................................................................................................................................23 Circuito ausiliario di alimentazione.........................................................................................................................23 Protezione dal sovraccarico e dal cortocircuito .......................................................................................................23

Protezione contro lapertura del circuito di feedback (sovratensione in uscita) ................................. 23 Convertitore forward a due transistor .................................................................................................... 24

Convertitore push-pull.............................................................................................................................. 25

Appendice A Fili di Litz.................................................................................................................... 28

Dettagli sulla fabbricazione...................................................................................................................... 28

Appendice B Induttori toroidali: calcolo e note varie ..................................................................... 30

Calcolo........................................................................................................................................................ 30

Note varie ................................................................................................................................................... 30 Produttori e distributori di nuclei toroidali ..............................................................................................................31

PrjOfLin.doc Pag. 3

Appendice C Costanti Fisiche .......................................................................................................... 32

Appendice D Tabella delle sezioni AWG ......................................................................................... 33

PrjOfLin.doc Pag. 4

Progettazione di un convertitore flyback offline

+

controllerPWM

+

Vin

Vout+

optional

Qui si prende in esame solo il caso di convertitore funzionante in modo discontinuo, che il pi usato. Le considerazioni valgono sia per il current mode, che per il voltage mode. Pur se si esamina qui specificatamente il caso di un convertitore offline, le considerazioni svolte valgono in generale anche per un convertitore DC/DC e per un convertitore AC/DC a bassa tensione (secondary switching). Il convertitore flyback funziona sullo stesso principio del convertitore di tipo boost, con la differenza che si ha un trasformatore per permettere lisolamento galvanico tra ingresso e uscita. Il principio di funzionamento immagazzinare energia magnetica nel nucleo del trasformatore, quando il transistor acceso, per poi trasferirla al carico quando il transistor spento. La tensione che si ritrova sul secondario non correlata al rapporto spire, come invece avviene nei convertitori di tipo forward: il rapporto spire gioca un ruolo nel determinare le correnti e le tensioni di picco sul primario e sul secondario. Il picco di corrente nel secondario comunque legato a quello nel primario con la solita relazione. Si gioca con il rapporto spire per ottenere il miglior compromesso fra:

corrente nel transistor correnti sul trasformatore tensione inversa sul diodo di uscita tensione sul transistor in stato off

Il trasformatore deve immagazzinare energia magnetica nel nucleo, quindi questo deve essere del tipo con traferro (gap). Il traferro pu essere realizzato tramite un piccolo spazio daria sulle colonne del trasformatore, quando si utilizzano nuclei tipo E, ETD, olle, ecc., oppure utilizzando nuclei toroidali con traferro distribuito: nuclei tipo MPP, o Kool-M (realizzati mischiando polveri di ferrite a resine). Nel convertitore flyback il trasformatore si comporta come due induttori accoppiati, quando conduce il primario, il secondario spento, e viceversa, e avviene un trasferimento di energia dal primario al secondario.

PrjOfLin.doc Pag. 5

Il condensatore di filtro si dimensiona in base al tempo di hold-up richiesto (cio il tempo in cui deve continuare a funzionare anche se manca la tensione di ingresso): si veda il paragrafo ad esso dedicato per tutti i dettagli.

Si inizia con limpostare i parametri di progetto: uscita di nominale tensione:oV

uscita di nominale corrente :oI

switching reconvertito del lavoro di frequenza :f fT 1 a pari :

0.8) (circa ipotizzato toapprossima rendimento :

.controller modecurrent suion compensati slope la fare di evitare vuolesi se 50% acceso. rimane potenza dir transistoil cuiin comando di segnale del periodo del epercentual :%