31 de octubre de 2011

Fuentes de poder. Ejemplo de como se seleccionan los diodos de salida y de abrazadera. TOPSwitch ® GX-IC

El esquema de abajo muestra una fuente de alimentación Flyback construido con una TOPSwitch ® GX-IC de conversión de energía. Las siguientes preguntas se refieren a la selección de los diodos de salida (D3) y el diodo de la abrazadera (D1).

Nivel Inicial


Entrada: 90 a 375 VDC
de salida: 12 V, 2,5 A

Que diodo o diodos de la siguiente lista son adecuados para su uso como D3 y por qué?

  1. 80 V, 5 A, Schottky (por ejemplo, SB580)
  2. 600 V, 3 A, ultrarrápida (por ejemplo, UF5406)
  3. 50 V, 3 A, rectificador (por ejemplo, 1N5400)
  4. 100 V, 8 A, ultrarrápida (por ejemplo, BYV29-100)
  5. 45 V, 7,5 A, Schottky (por ejemplo, MBR745)
  6. 1000 V, 2,5 A, rápido (por ejemplo, FR257)

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¿Por qué?

En la selección de la salida del rectificador tres parámetros clave deben ser considerados, niveles de tensión, de intensidad y tiempo de recuperación inversa.

Teniendo en cuenta cada uno de estos a su vez, podemos ver que de los diodos es adecuado.

Tensión inversa máxima repetitiva (V RRM )

Lo ideal sería que el diodo seleccionado debe tener un V RRM Nota 1.25 · V R , V, donde R es la tensión inversa visto por el diodo. El 1.25 de calificación-el factor proporciona un margen para tener en cuenta la inductancia de fuga genera picos de tensión y transitorios de la línea de CA que aumentar la tensión a granel DC temporalmente además de la reducción de la tensión en el dispositivo mejora la fiabilidad.

Normalmente donde las personas se meten en problemas es determinar el valor de V R . Usted sería perdonado por pensar que la tensión inversa visto por el diodo es el voltaje de salida, aquí 12 V así que cualquier cosa por encima de un diodo de 15 V estaría bien. Sin embargo, el ánodo de la D3 está conectado a un transformador Flyback. Esto significa que cuando el MOSFET se enciende dentro de U1, en ​​la línea de entrada máxima de 375 VDC (265 ° VAC x √ 2) es visto a través de la primaria. Esta tensión es transformada por el principal de relación de transformación secundaria y debido a la eliminación de las bobinas impulsa el ánodo del diodo de producción negativa. En este diseño el valor de V R está dada por:

V R = V O + (V MAX ) · (N S / N P )

= 12 + 375,6 / 58

= 50,7 V

La aplicación de la 1,25-V de esta calificación le da una calificación de diodo mínimo de 63 V. El más cercano calificación diodo estándar sería de 80 V o un diodo Schottky 100 V PN.

Por lo tanto todos los diodos tienen una calificación aceptable, excepto V RRM (c) y (e).

Valoración de corriente directa (I AVE )

Los fabricantes de diodos suelen especificar el tipo de corriente como la media actual a través del diodo o de un poder Flyback suministro de la corriente de carga. En este diseño la corriente de salida se especifica es de 2,5 A por lo que un diodo con una corriente nominal superior a 2,5 es un derecho aceptable? Sí y no.

  • Los fabricantes de diodos proporcionan reducción de potencia para las curvas, por ejemplo, a una temperatura de plomo de 100 ° C a 3 Un diodo PN es en realidad un 1.5 Un diodo!
  • Diodo tipo. La elección entre el PN y Schottky y el voltaje real de los cambios de un diodo de tensión. Cuanto menor sea la caída de tensión hacia adelante, menor será la disipación es para una determinada corriente directa.
  • Condiciones de sobrecarga de culpa. Todas las fuentes de alimentación tienen un cierto grado de capacidad de sobrecarga. Debido a las tolerancias una fuente típica será capaz de ofrecer mucho más que la potencia de salida especificada, sobre todo en la línea de alta. Por lo tanto, si una condición de sobrecarga puede existir entonces el diodo debe ser dimensionado para operar sin sobrecalentarse y fallar. Los productos de Power Integrations significativa ayuda aquí como los principales parámetros asociados con la entrega de potencia (frecuencia y límite de corriente) están muy bien especificados, lo que reduce la potencia de sobrecarga. Además de la línea de alimentación de tensión límite es fácil de añadir a reducir la potencia de sobrecarga. En este ejemplo, la adición de R2 redujo el límite de corriente principal, como el voltaje de línea aumenta y proporciona una característica de sobrecarga de potencia muy plana, con voltaje de línea como se muestra a continuación.

Como regla general seleccionar la clasificación de dicha corriente que AVE = 3 x I O , independientemente si el diodo es un PN o un tipo Schottky (aunque un diodo Schottky tendrá menor disipación de comprobar la temperatura máxima de funcionamiento - algunos son 25-50 ° C más baja que un diodo PN). Finalmente medir la temperatura del diodo bajo el poder de sobrecarga máxima, la más alta temperatura ambiente para comprobar que está dentro de los límites internos o los fabricantes de diseño.

En cuanto a los diodos en la lista para determinar si son aceptables o no:

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Tiempo de recuperación inversa (t rr )

Un diodo ideal instantáneamente bloquear el flujo de corriente inversa, cuando una polarización inversa se aplica. En la práctica, una Schottky se aproxima a cero el tiempo de recuperación sin embargo, para un diodo PN que se necesita un tiempo finito para la carga almacenada en el diodo a ser barrida antes de que se puede bloquear. La cantidad de carga es proporcional a la corriente que fluye a través del diodo.

Esto es significativo ya que incluso una operación del convertidor Flyback en el modo de conducción discontinua en realidad funcionará en modo de conducción continua en el arranque es decir, el diodo de salida tiene que revertir la recuperación con un significativo flujo de corriente. En este diseño el convertidor opera en modo de conducción continua alguna el diodo tiene que recuperar con la corriente directa en cada ciclo de conmutación.

Para evitar que las grandes corrientes inversas de fluir a través del diodo cuando el MOSFET de U1 se enciende, la aplicación de un voltaje inverso, el diodo debe tener un tiempo de recuperación inversa menos tiempo de conmutación.Esto significa un tiempo de recuperación de 50 ns o mejor.

Mayor duración que esto provoca grandes picos de lado la corriente primaria en el turno en el evento y la disipación de diodo de alta - por ejemplo, el 1N5400 se puso caliente como para derretir la celebración de soldadura en el PCB, mientras se realizan las medidas para la pregunta 2.

http://www.powerint.com

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