مبدل فلای بک در مود کاری DCM است و در توان های پایین کاربرد دارد. مود DCM یا جریان ناپیوسته سلف مغناطیس کنندگی، محاسبات طراحی و بهره ولتاژ را پیچیده می کند و برای محاسبه جریان ها و ولتاژ ها بهتر است به سراغ نرم افزار های شبیه سازی مثل سیمولینک متلب رفت. از طرفی مود کاری DCM معمولا با IC های مود جریانی مثل UC3842 کنترل می شود که نرم افزار سیمولینک این IC را ندارد و با بلوک های سیمولینک باید این IC ساخته شود. از طرفی پارامتر های زیادی در مود کاری DCM، در رابطه بهره ولتاژ تاثیر دارند. برای مثال اندازه سلف مغناطیس کنندگی، فرکانس سوئیچینگ، نسبت دور ترانسفورماتور، اندازه مقاومت حسگر جریان که DUTY CYCLE را تعیین می کند و … از عوامل موثر هستند. فایل PDF به زبان انگلیسی وجود دارد که محققان طراحی بهینه فلای بک در مود DCM را تحقیق کرده اند. این طراحی گام هایی دارد که باید به ترتیب طی شد.
گام اول تعیین پارامتر های مبدل است:
در جدول زیر پارامتر اول و دوم ولتاژ حداکثر و حداقل متناوب ورودی هستند که مبدل در این بازه باید ولتاژ خروجی ثابت بدهد. پارامتر سوم ، فرکانس سوئیچینگ و پارامتر چهارم بازدهی و پارامتر پنجم توان خروجی و پارامتر ششم ولتاژ خروجی هستند.
جدول تعیین پارامتر های مبدل فلای بک
گام دوم تعیین مقدار طرفیت خازن ورودی با توجه به جدول پایین است:
در جدول زیر با توجه به ولتاژ ورودی ، مقدار طرفیت خازن بر توان در ستون دوم نشان داده شده است. برای مثال در ولتاژ ۲۳۰ ولت ورودی و توان خروجی ۳۰ وات، ۳۰ میکروفاراد در ورودی خازن بعد از پل دیود و برای صاف کردن و حذف ریپل ۵۰ هرتز نیاز است.
در این گام حداقل و حداکثر مقدار ولتاژ DC ورودی را نیز تعیین می کنیم.
گام سوم : تعیین VR که پارامتر تعریف شده جدید است. است. در این رابطه ولتاژ اسپایک را ۳۰% ولتاژ ماکزیمم درین سورس در نطر بگیرید.
بهتر است VR بین ۶۰ تا ۱۰۰ ولت باشد. لازم به ذکر است که برای تعیین مقدار وریستور دیود برای اسنابراسنابر مبدل فلای بک از مقدار vr استفاده می شود و ولتاژ قابل تحمل وریستور دیود باید بیشتر از vr باشد
در این گام حداکثر مقدار duty cycle که مبدل در ولتاژ متناوب ورودی حداقل با ان کار می کند را به دست می اوریم.
گام چهارم: تعیین توان ورودی با توجه به توان خروجی و بازدهی مبدل است.
در این گام با توجه به رابطه های قبلی، جریان پیک سلف مغناطیس کنندگی که همان جریان پیک ماسفت است، را به دست می اوریم.
اگر IC کنترل کننده uc3842 باشد، ولتاژ پایه حسگر جریان که پایه سوم است به ولتاژ یک ولت حساس است و ولتاژ یک ولت تقسیم بر جریان IP ، مقدار مقاومت حسگر را تعیین می کند. برای محاسبه توان مقاومت باید جریان موثر سیم پیچ اولیه ترانس مشخص شود که در گام های بعدی مشخص می شود. با رابطه Ri2 توان مقاومت حسگر مشخص می شود. در این رابطه i جریان موثر سیم پیچ اولیه ترانس است.
در این گام اندازه سلف مغناطیس کنندگی سیم پیچ اولیه با توجه به جریان پیک ان و سایر پارامتر های محاسبه شده، نیز محاسبه می شود.
گام پنجم مربوط به محاسبات ترانس است. تعداد دور سیم پیچ اولیه ترانس با توجه به رابطه زیر پیدا می شود. در رابطه زیر Ae سطح مقطع شاخه وسط هسته فریت بر حسب متر مربع است. چگالی شار اشباع ماکزیمم فریتBmax برابر با ۰.۴ تسلا است که برای امنیت مدار و جلوگیری از اشباع ترانس، Bmax را ۰.۲ تا ۰.۳ تسلا در نظر بگیرید.
در این گام نسبت دور ترانسفورماتور و تعداد دور ثانویه نیز محاسبه می شود. در رابطه پایین Np تعداد دور اولیه-Ns تعداد دور ثانویه-n نسبت دور سیم پیچ اولیه به ثانویه ترانس-VD افت ولتاژ دیود که معمولا ۱ ولت است و باید از دیتا شیت دیود استخراج شود.
تعداد دور سیم پیچ راه انداز باید به گونه باشد که ولتاژ خروجی بخش راه انداز از ۲۴ ولت بیشتر نشود و ۱۸ ولت کمتر نشود.
برای محاسبه قطر سیم سیم پیچ های ترانسفورماتور، از بخش اثر پوستی و سیم لیتز سایت پیشگام سوئیچینگ کمک بگیرید. برای محاسبه قطر سیم باید مقدار موثر جریان سیم پیچ اولیه و ثانویه مشخص باشد. روابط زیر مقدار موثر جریان در سیم پیچ های اولیه و ثانویه ترانس را مشخص می کند.
برای اطمینان از محاسبات رابطه زیر را چک کنید. در رابطه پایین Ip جریان پیک ماسفت و Lpri سلف مغناطیس کنندگی سیم پیچ اولیه است.
بر گرفته از سایت برای طراحی فلای بک dcm
فایل ۲-۸ انگلیسی را می توانید اینجا دانلود کنید.
