pérdidas del convertidor de retorno

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He estado diseñando el convertidor de retorno de retorno de una salida de especificaciones de 5 voltios y 5 amperios que se deriva de 220 v ca de la red. Pero me he quedado atascado en un punto y parece que no puedo salir. La eficiencia es particularmente muy pobre en este caso, ya que alrededor del 49% cuando se ejecuta a una salida de 25W. Anteriormente, debido a las fugas, los voltajes de inductancia giraban a más de 600 voltios en el drenaje del MOSFET (10n60), lo que causaba una gran tensión en el FET.

Entonces, para sujetar el voltaje, introdujo la pinza RCD (50nF, 3-5k). Sé que es un valor muy bajo de resistencia usado causando pérdidas excesivas. Pero solo a este valor pude reducir la tensión a 550 V funcionando a plena carga (para fines de estabilidad, esto es demasiado alto, pero ya no puede bajar sin disminuir la resistencia). En este caso, la temperatura del MOSFET no aumenta a niveles altos.

¿Se está produciendo este problema debido a la inductancia de fuga demasiado alta para este circuito o algún otro problema?

Especificaciones del transformador:

30swg, 61 vueltas primaria, 1 hebra (1.7 mH)

22 swg, 3 vueltas secundarias, 5 hebras (4.6uH)

35 swg, 1 hebra, auxiliar, 10 vueltas (100uH)

Núcleo EE28 utilizado, devanados intercalados.

Ya que estoy enrollando el transformador a mano, no por la máquina, ya es un problema enrollar 22 cables swg que también forman 5 hilos, por lo que estoy pensando que podría ser un problema de magnetización de inductancia demasiado alta en este circuito.

Uc3844 ic con retroalimentación aislada utilizando 817 opto con referencia tl431.

Cualquier ayuda sería muy apreciada.

Edición 1: Circuito para el siguiente convertidor (el FET utilizado es 10n60 no IRF840) (anteriormente se usó el IRF840) -

Edit 2: La solución que obtuve fue aumentar la resistencia de detección de corriente para limitar la corriente de pico, por lo tanto, la energía almacenada por ciclo causó un valor de resistencia casi insignificante (50kohm, considerando las pérdidas). Eficiencia incrementada hasta un 76% a 5A de carga. Sigo intentando aumentarla hasta 85 optimizando las pérdidas del núcleo y del rectificador. Escribiré los resultados pronto.

    
pregunta Div-lcr

1 respuesta

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Tenga en cuenta que el devanado primario afecta las pérdidas de entrada. El diseño de su transformador me pareció un poco extraño (61 vueltas para un convertidor offline a 40kHz parece bastante bajo) .

Así que rediseñé su transformador:

  • Parámetros: Vin: 85-265Vac = 120-370VDC, Vout = 5V, Iout = 5A, eff:% 85 así que Pin = 25 / 0.85 = 30W, f = 40kHz (de su UC2844 config: RT = 4k y CT = 10n) , servicio máximo:% 45 como mínimo Vin, Pérdida total del transformador =% 5Po = 1.25W y pérdida total del núcleo = 1.25W / 2 = 625mW, núcleo: EE28 (Ae = 85 mm², Ve = 43 cm³) .

De la ecuación del transformador, \ $ V_t = N \ cdot A_e \ cdot dB / dt \ $.

Para nuestras necesidades, esta ecuación se convierte en \ $ V_ {inDC_ {min}} = N_ {p_ {min}} \ cdot A_e \ cdot \ Delta B / \ Delta t_ {max} \ $ where \ $ \ Delta t_ {max} = 0.45 / 40kHz = 11 \ mu s \ $. Suponiendo que está utilizando el núcleo 3F3, de hoja de datos 3F3 (Fig. 6), seleccionado \ $ B_ { pk} = 80mT \ $ para una pérdida de núcleo por volumen de 625mW / 43cm³ = 14mW / cm³. Entonces \ $ \ Delta B = 2 \ cdot B_ {pk} = 160mT \ $.

Con estos parámetros, $$ N_ {p_ {min}} = \ frac {120V \ cdot 11 \ mu s} {85mm ^ 2 \ cdot 0.16T} = 97 $$ Entonces, si los voltios por turno son \ $ 120/97 = 1.24 \ $, entonces el número de turnos secundarios es \ $ N_s = 5 \ cdot 97/120 = 4 \ $. El suministro del UC2844 con 15V es suficiente, por lo que el número requerido de giros para el bobinado auxiliar es \ $ N_a = 15 \ cdot 97/120 = 12 \ $.

Para una densidad de corriente de \ $ J = 420A / cm ^ 2 = 4.2A / mm ^ 2 \ $, sus selecciones de cables son suficientes.

Además, algunos extras que puedo sugerir:

  • Coloque una resistencia de 1k en el LED de opto para obtener una polarización adecuada.
  • Aunque su red de retroalimentación es correcta, personalmente le recomiendo que conecte el pin FB y el emisor opto a GND, el colector de opto a CMP. Así que puedes deshacerte de R19, R20, R21 y C11.
  • D9 (Zener) no es necesario ya que su suministro auxiliar está suficientemente regulado.
  • En lugar de la red amortiguadora C10-R18, coloque una, 200V zener o menos.

Si está interesado, eche un vistazo a uno de mis diseños de flyback sin conexión (32V / 3A) y nota de aplicación de ST .

    
respondido por el Rohat Kılıç

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