Corriente en el primario del transformador (convertidor directo)

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Actualmente leo una nota de aplicación de ON Semiconductor relativa a los conversores de reenvío. El último explica por qué se necesita un restablecimiento del núcleo en caso de que el convertidor de reenvío "de un solo interruptor".

Considere la siguiente diapositiva, especialmente el gráfico de la corriente en el lado primario, es decir, la inductancia de magnetización.

Séqueuntransformadorpuedesermodeladoporuntransformador"ideal" con inductancia infinita (aquí X1) más Lmag en el lado primario y cierta inductancia de fuga (que obviamente se omitió aquí porque las explicaciones solo apuntan a los efectos secundarios primarios).

También sé que la inductancia magnetizante es un modelo de la energía necesaria para "permitir" que un campo magnético cambie dentro del núcleo del transformador (así que supongo que está relacionado de alguna manera con las pérdidas del núcleo).

A mi pregunta: cuando Q1 se desactiva, ¿dónde está la ruta REAL WORLD para la corriente? Dado que Q1 está abierto e ILmag no se puede "detener" inmediatamente, debe haber una manera para que la corriente circule hasta que la energía de magnetización se disipe. Todas las diapositivas que encontré dibujan este "camino de circulación" a través de Lmag y (para la imagen dada) el lado primario de X1.

No entiendo eso, ni conceptualmente ni para situaciones reales.

Conceptualmente, ¿por qué circularía la corriente a través del primario de X1 y Lmag? (¿hay incluso una corriente a través de un inductor infinito? y si lo hay, ¿no debería el voltaje a través del inductor ser cero, entonces no hay voltaje en ningún lugar a través del inductor y por lo tanto un cortocircuito?)

Para consideraciones del mundo real: dado que el primario de X1 es solo un modelo para el transformador ideal y no una cosa real, ¿dónde circula la corriente que fluye en Lmag?

    
pregunta Junius

2 respuestas

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Con el esquema publicado como está, cuando Q1 se desactiva, en el caso ideal, no hay una ruta actual disponible como dijiste. En el mundo real, una gran tensión positiva aparecería en el drenaje de la Q1. A menos que D1 se descomponga primero, la ruta actual más probable es a través de Q1 en Vds breakdown. Creo que el circuito realmente puede funcionar bajo esta condición porque un MOSFET puede sobrevivir a la falla de Vds si la potencia que se disipa es lo suficientemente baja.

Por cierto, el inductor infinito significa una impedancia infinita. Por lo tanto, una cantidad infinitesimal de corriente corresponde a un voltaje que se aproxima al infinito. Por lo tanto, suponer que un transformador (descargado) como un cortocircuito no es correcto.

En el mundo real, un esquema común para restablecer la corriente de magnetización es mediante un bobinado de reinicio adicional en el transformador.

Volviendo a la publicación del diagrama, con el esquema tal como está, la corriente no se comportaría como se ilustra. Para que la corriente se comporte como se muestra en la ilustración, el transformador necesita cortocircuitarse cuando Q1 está apagado. Una forma fácil de hacer algo cerca de eso es colocar un diodo (a veces llamado diodo de retorno en algunas aplicaciones) en la primaria. Dicho diodo no produciría un diseño funcional en esta aplicación.

    
respondido por el rioraxe
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Incluso cuando Q1 se apaga, el núcleo está magnetizado, es decir, los orbitales de electrones están alineados porque es ferromagnético. Eso significa que una corriente de lámina es parte del material del núcleo magnetizado (probablemente ferrita). Es esa corriente de lámina en el material magnético que se está modelando como un elemento inductivo parásito, Lmag. Un transformador ideal no se magnetiza, y para AC es un problema diferente, pero este es un circuito de CC pulsado.

La polarización magnética del núcleo almacena energía de la misma manera que lo hace un inductor "ideal", aunque no tiene cables que se puedan colocar a través de un amperímetro. Sin sacar esa energía del núcleo de alguna manera, se acumularía hasta que la población de electrones ya no incluya ninguna órbita no alineada (y el inductor se sature).

Esa saturación podría ser una causa de corrientes elevadas involuntarias (Q1 o la batería explotarán, si el cableado impreso no se funde primero). Es por eso que se requiere una fuente de reinicio actual (o, a veces, solo una espera larga).

    
respondido por el Whit3rd

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