Convertitori Buck Boost Flyback e esercizi di dimensionamento

Convertitore DC-DC Non Isolati

Nei tensioni di alimentazione con volta comune si adotta solo a certa tipologie di carichi, come il lungo di cui ottoma la solo corrente. Posso attuare un unione con volta comune lavorato da solo componenti costanti tenuti su effetti posdomi dato più densitori similante.

Auttocenno i coni estivi sulla corinna di regime permamenti, anerro:

• ∫_tS ∆t ∆t = 0
• tanute nell'udotto
• ∫ _tS (i_C) ∆t = 0
• costatte desli uscontro del condensatore

Convertitore Buck (Abbassatore)

Auttocenno è cercato sotto la inp di:

• Regime permamenti
• C si sufficientemente giurato da fucintare lungo V_o = cost.
• opporsi in CCM, ovvero le solo di effettuare nell’attatore mané si attuoma main

Il convertitore è sempre abbassatore in quanto per funzionare è necessario che V_o = V_i, per lungo accendersi di body durante/del trasformatore Q.

Inoltre si troveranno le forme d'onda.

Legge di accensione di Q

Grafico della corrente sull'induttanza

I₀ = I_c, corrente media

Grafico della corrente sul trasformatore e nel diodo

Applicando l’ipotesi di regime permanente su L, si ha

\[(V_a - V_o) D T_s + (1 - D) T_s (-V_o) = 0\]

\[V_o D - V_a D - V_o + V_o D = 0\]

Ottengo che:

\[\frac{V_o}{V_a} = D\]

generatore di ingresso (teorema di soluzione)

Riletto lo setto ampio V₀ = V_d D , violato fino alla costante di boundary, o lo settrale,

I_oo = _{0 Vd (1-D) TS}⁄_{2 L}

I_oo = I_oo max ⋅ D ⋅ (1-D)

Andare ad ottenere il sopra di ti, ovvero alzarlo il valore in modo tale che lo estratto sia nulla peso della force dei periodi di switch e per lui periods of tempo non beresole.

Δ_{LS Δ1TS}⁄_Δ2TS

Applico la combinazione di segno permanente , si ha

(V_d-V₀) DT_S-V₀ Δ₁T_S = 0

[I_O = I_Cb = ¹⁄₂ I_pk

[ V_pk =

VoT_s

L

V_pk =

VoT_s (1-D)

     2 I_Opk

= 166.3 μH

Scelto il valore di L per rispettare le ripple

ΔV_o

    V_o

= ^{T3 (1-D)}⁄_8LC

Scelto C, ottengo

C = ^{T3 (1-D)}⁄_8L ΔV_o

     V_o

= 20 μF

valore minimo per soddisfare le ripple

ES: boost "universale"

Considero le cose in cui il range di V_d cambia (coold crunchy)

Dati

    min

V_d = 10V

    max

V_d = 40V

V_o = 5V

ΔV_o⁄V_o ≤ 1%

f_s = 50 kHz     →    T_s = 20 μS

P_ob ≥ 5 W      (devo essere in CCM, questo I_o > 1 A)

Questa quantità, con 0 < D < 1 si ha

/ >= 1 INNALZATORE

Analizzo i due estremi di lavoro

Nella realtà si ha che al tendere del Toff tutto l'energia viene

d'impatto sulle perdite di switching dei dispositivi. Con D=1

si ha infatti che il condensatore si scarica completamente mentre la

corrente ossia l'induttore continerebbe a crescere.

Dato che in Ton carico l'induttore e in Toff scarico sul carico questo

energia, se mai in Toff tutto questo energia venne impatto

sulle commutazioni dell'auto e alle tensioni quasi perfette

al termine dei dispositivi e di efficienza. Questo periodo inizierà

a essere dominanti per D > 0.95.

Gli altri protettici possono appiero D = O, ma un periodo di

avvolta o lavoro con un D = 1

Analizzo la corrente sul auto e la corrente sul transistore

Esercizio Boost

DATI

• V_d = 12 V
• V₀ = 30 V
• f₀ = 50 kHz → T_s = 20 μs
• I₀ ≥ 200 mA
• ΔV₀/V₀ = 1%
• I₀ = 2 A
• ΔV₀ = 0.01 * 30 = 0.3 V

V₀ = ^V_d/_1-D → D = 1 - ^V_d/_V0 = 0.6

Imponiamo la condizione di boundary per ottenere il valore di L

I_0B = ^V₀T_s/_2L D(1-D)²

L = ^V₀T_s/_2I0B D(1-D)² = 144 μH

Il valore di L è il valore minimo, posso accettarlo solo per le eserc.

Dimensiono la capacità C per la condizione sul ripple

ΔV₀/V₀ = ^DT_s/_R0C con V₀/I₀ = R₀

ΔV₀ = ^DT_sI₀/_C

Ottengo che C risulta

Questo è T_OFF, l’induttore ha ai suoi capi una tensione pari a -V₀.

Applico il 1° principio di Kirchhoff. La corrente infatti sarà identica a quella del carico, questo perché l’accumulo del condensatore è nullo (regime permanente)

f_BON = f_L

Definiamo l’andamento di V₀/V_d

Punto focale in questo caso, una tensione all'uscita nulla con D = 0.

Posso controllare cieuramente anche il loro di cortocircuito.

Non posso lasciare che D = 1, perché verrà evacuato il potenziale accumulato dell'induttore del Buck-.

REQUISITI DI ISOLAMENTO

L = linee conduttive

PE = fase

Convertitore con accoppiatore per 4kV

AC 230V

Vo < 60 V Acc SELV (safety extra low voltage)

Durata è sempre negativa solo a frequenze (tenta finale)

Da fine di entra la frequenza inversa su dispositivo che

include un neutro flottante

Applico l'ip di regime permanente, ottengo che l'ampiezza di tensione risultante

_ΔV

V_o

C_min =

RAPPORTO SPINE E STRESS SUL TRANSISTOR

Modo a complessione D=0,6 con D=0,3

D=0,16

D=0,13

Δ = Δ

V_Q~2Volt

V_Q+10Volt

V_A~10Volt

ELEVATO STRESS DI TENSIONE

Con D=0,16 trovo con V_a nell'ordine di ~2 Volt, se invece trovo con boost (D=0,18) e con raddotto spire elevato trovo

che lo stress ai capi all'inante V_a qui entra nelle 10Volt

Si ha che

P_o = M_pin • M_o Vo²r²Ts / 2Lm

Solo Ts, ottengo

Ts = Po 2Lm / M_o Vo²

Sostituisco nell'espressione di I_CPK, ottengo

I_CPK = Vo Vd / Lk

= 2Po / M_DCONV Vo V_min

= conduzione più continua

Noto che I_CPK vola o oltre L_M, il massimo valore che mi serve

P_min = 0.8 ÷ 0.5

Po_crita Lm

Riscrivo L_M,

L_M = 2 Po Ts / η I_CPK²

Considero io rapporto spurio, co riletto per garantire il funzionamento

di DCM, ovvero oltre la conduzione

ΔI_off > ΔI_on (1-D) Ts (Vo N₁ / N₂) / Lm > dTs Vd / Lm

La conduzione continua