Das etapas de projeto do transformador necessárias para um conversor de retorno absoluto, começamos com o cálculo dos valores numéricos necessários para o projeto do transformador, com base nas especificações da fonte de alimentação. Basicamente, os cálculos são feitos de acordo com as equações fornecidas para cada parâmetro. Para sua referência, as informações relevantes do projeto do transformador são fornecidas nas Notas de Aplicação BM1P061FJ e outros documentos para o IC1 a ser utilizado na tarefa de projeto. Nesta seção, para facilitar a compreensão das peças a serem explicadas são mostradas em vistas ampliadas. Para a estrutura de todo o circuito, veja a seção em .
O diagrama de circuito mostrado abaixo representa trechos da parte do transformador T1 do circuito de exemplo. Além do enrolamento primário de entrada Np e do enrolamento secundário de saída Ns, o transformador T1 inclui um Nd de enrolamento que gera a tensão VCC para o IC1.
Transformador T1 procedimento de desenho
Os itens listados abaixo descrevem o procedimento para o desenho de um transformador T1. No procedimento seguinte, você calcula os valores numéricos e deriva os parâmetros para o transformador listado na tabela abaixo. Para enrolamentos e símbolos para a corrente elétrica que flui, veja o diagrama esquemático do transformador fornecido na área inferior direita abaixo.
(1) Configurando uma tensão de retorno VOR
(2) Calculando a indutância secundária do enrolamento Ls e secundária
-corrente de pico lateral Ispk
(3) Cálculo da indutância de enrolamento primário Lp e primário
corrente de pico Ippk
(4) Determinação do tamanho do transformador
(5) Cálculo das voltas de enrolamento primário Np
(6) Cálculo das voltas de enrolamento secundário Ns
(7) Cálculo das voltas de enrolamento VCC Nd
Os valores derivados como parâmetros do transformador T1
Tamanho
Indutância
Número de voltas
Número de voltas
Número de voltas
(1) Definindo uma tensão de retorno VOR
A tensão de retorno VOR é igual a VO (o Vout secundário mais o VF para o diodo secundário D6) multiplicada pela relação de enrolamento Np do transformador:Ns. O ajuste da tensão de retorno VOR determina a relação de enrolamento Np：Ns e a relação de serviço. A equação básica e um exemplo são dados abaixo.
No exemplo, a relação de enrolamento Np：Ns acaba sendo de 5,385, e a relação de carga (máx.) é de 0,424. Empiricamente, um valor desejável de Duty (max) é 0,5 ou menos. Se o cálculo indicar um valor de Duty maior que 0,5, o VOR deve ser ajustado.
Em termos dos princípios de funcionamento do conversor de retorno, escolhemos como ponto de partida o ajuste da tensão de retorno VOR para identificar claramente os Vds do transistor de comutação que é aplicado ao enrolamento primário, ou seja, a quantidade VIN + VOR. Em outra abordagem, é possível utilizar a relação máxima de serviço como ponto de partida.
Para detalhes sobre a operação do circuito de retorno e as tensões, consulte “PWM Flyback Converter Operation (Continuous mode)” em “Flyback Converter Basic Circuit and Characteristics”
(2) Calculando os Ls de indutância do enrolamento secundário e a corrente de pico do lado secundário
Ispk
Em sucessão, calculamos os Ls de indutância do enrolamento secundário e a corrente de pico do lado secundário Ispk. As equações apresentadas abaixo representam condições para o modo descontínuo que é uma condição para o circuito de exemplo, de tal forma que onde a igualdade representa um ponto crítico (um ponto de bifurcação entre os modos contínuo e descontínuo). O ponto crítico deve ser atingido quando a corrente de carga é igual a Iomax.
Para prever uma margem, como um ponto de proteção de sobrecarga, a corrente máxima de carga deve ser 1,2 vezes a Iout. Como as especificações para Iout são 3A, Iomax deve ser 3.6A. Em termos de especificações, Vout deve ser igual a 12V, e VF e Duty, valores calculados no Passo (1) devem ser usados.
Das equações acima, a indutância de enrolamento primário Ls=8.6μH e a corrente de pico de corrente secundária Ispk = 12.5A foram calculadas. Para sua referência, as formas de onda de corrente primária e secundária são mostradas nos desenhos acima.
(3) Calculando a indutância Lp do enrolamento primário e a corrente de pico primário Ippk
No próximo passo, baseado nas equações dadas abaixo e utilizando os resultados do cálculo acima, obtemos a indutância Lp do enrolamento primário e a corrente de pico primário Ippk:
onde a Lp calculada representa um dos valores que são derivados como parâmetros para o transformador T1.
(4) Determinando o tamanho do transformador
O tamanho do núcleo do transformador é determinado com base na potência de saída Po (W). A tabela abaixo mostra a relação entre a potência de saída geral para um conversor de retorno e o tamanho do núcleo requerido. Como a potência de saída para este exemplo de design é Po=36W, seleccionamos o tamanho do núcleo do EER28.
| Potência de saída Po(W) | Tamanho do núcleo | Secção transversal do núcleo Ae（mm2） |
|---|---|---|
| ～ 30 | EI25/EE25 | 41 |
| ～ 60 | EI28/EE28/EER28 | 84 |
* Os valores acima representam apenas aproximações aproximadas. Para mais detalhes, os fabricantes de transformadores devem ser consultados.
(5) Cálculo das voltas do enrolamento primário Np
> O enrolamento primário faz Np deve ser ajustado inicialmente para que a densidade do fluxo magnético fique dentro da faixa de tolerância. Como a densidade máxima do fluxo magnético B (T) para o núcleo de ferrita comumente disponível é 0.4Tat 100℃, ajustando Bsat = 0.35T e substituindo em Lp e Ippk, obtemos as voltas do enrolamento primário Np:
No passo seguinte, para evitar a ocorrência de qualquer saturação magnética, ajustamos Np a partir das propriedades do AL-Value-NI. Ao executar este passo, a fórmula da condição Bsat deve ser satisfeita.
Se o valor AL=280nH/turns2,
Isto significa que se Lp é 249μH, o valor AL para 30 voltas é 302≒276/302≒276.7nH/turns2.
O valor NI pode ser determinado a partir da seguinte equação:
Agora que o valor AL e NI foram determinados, a partir do gráfico de características do valor AL-NI para o tamanho do núcleo EER28, confirmamos que os valores estão dentro da faixa de tolerância. Se estiverem fora da faixa, ajustamos o valor de Np.
(6) Calculando as voltas dos enrolamentos secundários Ns
Após o cálculo das voltas dos enrolamentos primários, calculamos a contagem dos enrolamentos secundários Ns. Como já determinamos que o enrolamento primário faz Np 34 voltas e a razão Np:Ns é 5:1, substituímos estes valores nas seguintes equações:
(7) Calculando as voltas do enrolamento do VCC Nd
Finalmente, calculamos as voltas do enrolamento necessárias para gerar o VCC para IC1:
Desde que o VCC é 15V, através do diodo D6 baseado no número de voltas, se o VF para o diodo, VF_vcc é 1V,
Cálculo dos valores numéricos que determinam as especificações para o transformador. Ao substituir os valores calculados na tabela de especificações que foi mostrada no início, procedemos com a etapa de desenho estrutural.
JFE MB3 EER28.5A ou compatível
249 μH
30 voltas
6 voltas
8 voltas
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Embora as equações acima, numerosas num relance, podem parecer intimidantes, são fórmulas relativamente simples; devias tentar usá-las. Quando as especificações gerais tiverem sido trabalhadas, você pode prosseguir com a tarefa de projeto do transformador, utilizando o suporte disponível dos fabricantes de IC e transformadores.
Key Points:
・Basically, será necessário o projeto de um transformador que esteja em conformidade com o circuito que está sendo projetado.
・Although alguns engenheiros podem se esquivar de projetar um transformador devido à tédio
da tarefa, o suporte disponível dos fabricantes de IC e transformadores pode ser aproveitado.
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