Tres preguntas sobre el uso de un transformador para cambiar la fuente de alimentación

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En este documento (una introducción a las fuentes de alimentación de conmutación) una potencia de conmutación de modo de impulso Se presenta la oferta: tiene un inductor simple, diodo, condensador y carga. Luego (página 9) se especifica que este dispositivo se puede usar solo para voltajes de entrada que no superen los 42.5 V, porque no hay aislamiento físico entre el voltaje de entrada y la carga.

Primera pregunta : ¿por qué un mayor voltaje requiere un aislamiento? Es decir: ¿por qué los convertidores de retorno de retroceso se utilizan en lugar de los convertidores de aumento de impulso en tales casos?

La solución es usar un transformador en lugar del inductor. Suponga que la tensión de entrada \ $ V_ {in} \ $ es la red eléctrica de 220 V CA rectificada, que podría ser una \ $ \ simeq 311 \ \ mathrm {V} \ $ DC voltaje.

Segunda pregunta : si el voltaje de entrada es tan alto, ¿por qué el transformador en una fuente de alimentación de conmutación puede ser más pequeño que el de un transformador tradicional (sin conmutación) (que primero cae y luego rectifica el 220 V AC señal)?

La salida de la fuente de alimentación de conmutación depende del ciclo de trabajo del interruptor, según la ecuación 1, página 6 del documento mencionado. Sé (eso significa: escuché) que sería difícil obtener un ciclo de trabajo preciso con una entrada de 311 V CC (que sería el resultado de la rectificación de 220 V CA).

3a pregunta : ¿por qué debería ser difícil obtener un ciclo de trabajo tan preciso? ¿Es este un motivo importante para elegir insertar un transformador que descargue el voltaje antes del filtro LC?

    
pregunta BowPark

1 respuesta

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si el voltaje de entrada es tan alto, ¿por qué puede el transformador en una   la fuente de alimentación conmutada debe ser más pequeña que la de una fuente   transformador) transformador (que primero cae y luego rectifica los 220 V   Señal de CA)?

Porque la frecuencia de operación es mucho mayor que 50 o 60Hz. Con una frecuencia de operación más alta, la inductancia del primario puede ser proporcionalmente más pequeña, lo que requiere menos giros y un tamaño de núcleo más pequeño porque la saturación del núcleo es causada por giros de amperios. No es inusual que un conmutador funcione a 200 kHz, es decir, 4000 veces más que 50 Hz.

Todo se trata de la saturación del núcleo, incluso para un transformador de red laminado: la corriente en el primario cuando se descarga el secundario es la corriente que satura el núcleo. La inductancia de magnetización de la primaria es proporcional a los giros primarios al cuadrado, por lo que si dobla los giros, cuadruplica la inductancia y quiebra la corriente de magnetización. Así que los amplificadores se han reducido en 4, los giros se han duplicado pero, lo que es más importante, los giros de amperio se han reducido a la mitad.

(Alerta general) Esta es la razón por la que un transformador de red de 230 V necesita aproximadamente 1000 giros en el primario, debe mantener una inductancia primaria de aproximadamente 10H. Esto limita la corriente a aproximadamente 73 mA y los giros en amperios serán aproximadamente 73 At. Para un tamaño de núcleo dado, la longitud media del campo mag puede ser de 300 mm, por lo que, la intensidad del campo mag, H será de aproximadamente 244 At / m. En este campo, la fuerza del hierro y la ferrita y otros materiales del núcleo de transformadores de este tipo están viendo una densidad de flujo máxima que está en la cúspide de comenzar a causar la saturación del núcleo. Un núcleo más grande significa menos saturación. Más vueltas significa menos saturación. Mayor frecuencia significa menos saturación. Pesar esto contra los lados de abajo. Más vueltas = más costo y más pérdidas de cobre. Los núcleos más grandes significan un producto más grande y más costo. una frecuencia más alta significa un núcleo más pequeño, menos giros, menor costo, PERO el costo de la electrónica de control para ejecutar esta frecuencia más alta debe ser considerado.

  

¿Por qué mayores voltajes requerirían un aislamiento? Eso es: por qué flyback   En tales casos, ¿se utilizan convertidores en lugar de convertidores Buck-boost?

Es una cuestión de seguridad legislativa como se menciona en la página 8

    
respondido por el Andy aka

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