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AC-DC-Flyback-Stromversorgung

AC/DC-Sperrwandler bestehen aus nur wenigen Komponenten und werden für Stromversorgungsanwendungen mit maximal 100 W wie Netzteile für Notebook-PCs und andere mobile Geräte verwendet. Toshiba bietet verlustarme MOSFETs mit einer VDSS von 800 V an, die sich ideal für Sperrwandler-Anwendungen eignen.

Empfohlene Teile

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フライバック型AC-DC電源の回路例

PFC MOSFET Main Switch PFC Controller ICs Blocking Diode Photocoupler Gate Driver Secondary Rectification

Anwendungsbeispiele

Whitepaper

Whitepaper
Name Outline Date of issue
Describes the features of the DTMOSV series and the improvements from the previous series 9/2017

user registration

  • DTMOS Applications (Noise Reduction)
Describes the mechanism of noise generation and noise reduction techniques coming soon

Application Note

  • Notebook-Adapter
  • Ladegeräte für mobile Produkte
  • LCD-Adapter
  • PC-Peripheriegeräte
  • Stromversorgung
  • Standby-Stromversorgungen und kleine Adapter

Video


  • Schaltkreisübersicht

    Bei geschlossenem Schalter wird in der Primärinduktivität eines Transformators Energie gespeichert. Wird der Schalter geöffnet, wird die gespeicherte Energie vom Transformator an die Ausgangslast übertragen. Daher ist die Ausgangsspannung keine Funktion des Übersetzungsverhältnisses des Transformators.

    Die Ausgangsspannung wird durch das Ein/Aus-Verhältnis des Transformators, die Primärinduktivität des Transformators und den Lastwiderstand (R) bestimmt:
     

    Vo={√(R/2Lp)[Tein/√(Tein+Taus)]}Vin
    wobei Lp die Primärinduktivität, Tein und Taus die "Ein." und die "Aus-"-Phase des Transistors und R der Lastwiderstand ist.



    Ein Flyback-Converter (Sperrwandler) besteht aus wenigen Teilen. Da jedoch das Kernvolumen erhöht werden muss, um eine höhere Ausgangsleistung zu erreichen, werden Flyback-Converter nur für Anwendungen mit niedriger Wattzahl eingesetzt.

    Im Vergleich zu Vorwärtswandlern (Eintaktflusswandler, kurz Flusswandler) lassen sich Flyback-Converter ohne Ausgangsinduktivität und Freilaufdiode betrieben und eignen sich damit für kostengünstige Schaltnetzteile.

    Da Flyback-Converter keine Ausgangsinduktivität aufweisen, weisen sie ein hervorragendes Regelverhalten bei Laständerung auf.

    Für hohe Schaltfrequenzen kann ein kleiner, leichter Transformator verwendet werden.

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  • Betrieb

    Wenn Q1 eingeschaltet ist, wird Energie in der Primärwicklung gespeichert. Wird Q1 ausgeschaltet, wird die Energie zur Sekundärwicklung übertragen und versorgt die Ausgangslast.

    1. Q1 EIN/Q2 AUS  (Tein)

    Eine Spannung (Vdc) wird an LP angelegt.

    Der Primärstrom im Transformator nimmt entsprechend seiner Stromverstärkung zu.

    dip/dt=(VS-VDS1)/Lp
    wobei VDS1 die Q1-Spannung und Lp die Primärinduktivität ist.

    Daher wird der Spitzenstrom am Ende des "Ein"-Zustands wie folgt berechnet:

    Ip=(VS-VDS1)Tein/Lp

    Die in der Primärwicklung gespeicherte elektromagnetische Energie wird wie folgt berechnet:

    E=Lp × Ip2 /2

    2. Q1 AUS/Q2 EIN  (Tr)

    Die Spannungspolarität der Sekundärwicklung wird umgekehrt.

    Dadurch wird die in der Sekundärwicklung gespeicherte Energie freigesetzt. Dabei nimmt der Sekundärstrom entsprechend der folgenden Gleichung linear ab:

    dIs/dt=VAUS/Ls , wobei Ls die Sekundärinduktivität ist.

    Wenn Is Null beträgt, bevor Q1 wieder eingeschaltet wird, wird die gesamte in der Primärwicklung (E) gespeicherte Energie an die Ausgangslast übertragen. Die der Ausgangslast zugeführte Leistung wird wie folgt berechnet:

    P=E/T=[(VS-VDS1)Tein2/(2T×Lp) ≈ (VS×Tein)2/(2T×Lp)

    Da die der Last zugeführte Leistung Vo2/RL beträgt, wird VAUS wie folgt berechnet:

    (VS×Tein)2 / (2T/Lp) = VAUS2/RL
    VAUS = (VS×Tein)√[RL/(2T×Lp)]

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