Rectificador, Flyback vs Transformador, Rectificador, Buck

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Acabo de terminar mi primer vuelo fuera de línea, que resultó ser un éxito. Un simple diagrama de bloques es el siguiente:

Séqueestatopologíaparececomúnahora,porejemplo,seusaen ladrillos de pared del cargador USB de Apple (ese video discute las imitaciones, pero el principal sigue siendo el mismo).

El problema es que los retrocesos son bestias muy complejas de domesticar. Así que empecé a pensar por qué no se usa más comúnmente la siguiente topología:

Paraelregistro,nuncahediseñadounafuentedealimentaciónconestemétodo(enparticular,conunainversióndealtovoltaje).Peroenelpapelparecequenoveoningúnproblemaconél.

¿Hayalgunarazónporlaqueunopodríaserpreferidosobreelotro?

Ambosproporcionanelmismoniveldeaislamientoy,dependiendodelaspiezasutilizadas,potencialmentelamismaeficiencia.

Eneldiagramadebloquespuededecirqueelprimerprocesotiene"menos pasos", pero eso no necesariamente significa menos partes, menor costo o más fácil de diseñar por cualquier medio.

    
pregunta DSWG

2 respuestas

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La idea principal de cambiar las fuentes de alimentación de tipo es deshacerse de los enormes, pesados y costosos transformadores de 50 Hz.

El tamaño de un transformador viene dado principalmente por su núcleo de hierro, y ese tamaño está controlado por la cantidad de flujo magnético que tiene que atravesar. Necesita que el núcleo "coma" todo el flujo (voltaje-tiempo) que está acumulando durante un semestre de la CA en el lado primario, antes de desmagnetizarlo y contra-magnetizarlo nuevamente en el segundo semestre. Cuanto menor sea la frecuencia, mayor será el tiempo de media onda, mayor será el flujo.

Si su núcleo no puede "comer" todo este flujo porque es demasiado pequeño, el hierro está sobreexcitado y "desaparece" magnéticamente por el flujo excesivo. Puede ver esto como enormes picos de corriente primaria si, por ejemplo, ejecute un transformador primario de 120 V a 240 V, o un transformador de 60 Hz de tamaño compacto a 50 Hz. El transformador se sobrecalienta entonces, incluso si no hay una corriente secundaria extraída.

    
respondido por el Janka
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Además de la respuesta correcta de Janka, no tener un transformador de 50/60 HZ voluminoso permite una etapa PFC (Controlador de factor de potencia), que es una forma elegante de decir que hay un refuerzo de modo de interruptor preliminar antes de la fuente de alimentación del modo de interruptor real .

El PFC ayuda de muchas maneras a mantener el voltaje de entrada de CC en la última SMPS de 300 a 340 VCC, incluso si la salida de CA cae a 90 VCA. Elimina la necesidad de un interruptor mecánico 120/240 y evita que las SMPS finales se mueran de hambre al mantener la tensión de CC alta, de modo que la segunda etapa esté lo más cerca posible de la máxima eficiencia.

El inconveniente es que una salida de CA con una corriente de fuente débil (puede tener otras cargas en el mismo circuito) disminuirá la cantidad de voltios de CA que puede suministrar. Cuando se reducen a 90 VCA, un circuito UVLO desconecta toda la fuente de alimentación hasta que la toma de CA tenga al menos 115 VCA, e intentará reiniciarse.

El objetivo general de PFC es permitir un amplio rango de voltajes de entrada (90 a 240 VCA típico). Si está lo suficientemente alto, el PFC tiene su inductor de refuerzo en serie, simplemente pase la corriente con el MOSFET de refuerzo en un estado APAGADO. Es más efectivo con salidas de CA que pueden mantener su voltaje nominal por encima de 115 VCA. Cuanto más difícil es trabajar el PFC, menos eficiente es la fuente de alimentación completa. Las condiciones severas de bajo voltaje hacen que el complemento PFC sea inútil en términos de eficiencia de conversión.

    
respondido por el Sparky256

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