09. convertitore flyback

Corso diELETTRONICA INDUSTRIALE

Corso diELETTRONICA INDUSTRIALE

““ConvertitoreConvertitore FlybackFlyback..EsempioEsempio di di progettoprogetto””

•• Struttura e caratteristiche del Struttura e caratteristiche del convertitore convertitore FlybackFlyback

•• Progetto di un convertitore Progetto di un convertitore FlybackFlybackmultimulti--uscitauscita

Argomenti trattatiArgomenti trattati

Convertitore Convertitore FlybackFlyback

++

--uuoo

SS DD

UUii

++

--

ii11

CCLL

iiooii22

•• èè il piil piùù semplice schema a trasformatoresemplice schema a trasformatore

•• ll’’induttanza del convertitore induttanza del convertitore buckbuck--boostboostviene sostituita da un mutuo induttoreviene sostituita da un mutuo induttore

•• ha un basso fattore di utilizzo Pha un basso fattore di utilizzo Poo/P/PSS

NN11 NN22uu11++

--uu22++

--

ii11 ii22

RR

Φ111 1=

N iR

Φ111 1=

N iR

Mutuo InduttoreMutuo Induttore

Φ222 2=

N iR

Φ222 2=

N iR

Φ Φ12 12 22= σΦ Φ12 12 22= σ

Φ Φ21 21 11= σΦ Φ21 21 11= σFlussi concatenati con gli avvolgimenti:Flussi concatenati con gli avvolgimenti:

( )λ λ λ1 11 12 1 11 12= + = +N Φ Φ( )λ λ λ1 11 12 1 11 12= + = +N Φ Φ

= +⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

N N i N i1

1 112

2 2R R

σ= +⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

N N i N i1

1 112

2 2R R

σ

Flussi concatenati con gli avvolgimenti:Flussi concatenati con gli avvolgimenti:( )λ λ λ2 22 21 2 22 21= + = +N Φ Φ( )λ λ λ2 22 21 2 22 21= + = +N Φ Φ

= +⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

N N i N i2

2 221

1 1R R

σ= +⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

N N i N i2

2 221

1 1R R

σ


NN11 NN22uu11++

--uu22++

--

ii11 ii22

RR

Φ111 1=

N iR

Φ111 1=

N iR

Φ222 2=

N iR

Φ222 2=

N iR

Φ Φ12 12 22= σΦ Φ12 12 22= σ

Φ Φ21 21 11= σΦ Φ21 21 11= σ

Coefficiente di accoppiamento:Coefficiente di accoppiamento:

σ σ σ1212

2221

21

11= = = =ΦΦ

ΦΦ

σ σ σ1212

2221

21

11= = = =ΦΦ

ΦΦ


NN11 NN22uu11++

--uu22++

--

ii11 ii22

RR

Φ111 1=

N iR

Φ111 1=

N iR

Φ222 2=

N iR

Φ222 2=

N iR

Φ Φ12 12 22= σΦ Φ12 12 22= σ

Φ Φ21 21 11= σΦ Φ21 21 11= σ

Accoppiamento perfetto:Accoppiamento perfetto:

σ = ⇒ = =1 12 22 21 11Φ Φ Φ Φ,σ = ⇒ = =1 12 22 21 11Φ Φ Φ Φ,


NN11 NN22uu11++

--uu22++

--

ii11 ii22

RR

Φ111 1=

N iR

Φ111 1=

N iR

Φ222 2=

N iR

Φ222 2=

N iR

Φ Φ12 12 22= σΦ Φ12 12 22= σ

Φ Φ21 21 11= σΦ Φ21 21 11= σ

Coefficienti di autoCoefficienti di auto-- e mutua induzione:e mutua induzione:

λ σ112

1 2 1 21 1 2= + = +

N i N N i L i L iMR Rλ σ1

12

1 2 1 21 1 2= + = +

N i N N i L i L iMR R

L L LM = σ 1 2L L LM = σ 1 2

Accoppiamento Accoppiamento perfetto:perfetto:

L L LM = 1 2L L LM = 1 2


NN11 NN22uu11++

--uu22++

--

ii11 ii22

RR

Coefficienti di autoCoefficienti di auto-- e mutua induzione:e mutua induzione:

λ σ222

2 1 2 12 2 1= + = +

N i N N i L i L iMR Rλ σ2

22

2 1 2 12 2 1= + = +

N i N N i L i L iMR R

L L LM = σ 1 2L L LM = σ 1 2

Accoppiamento Accoppiamento perfetto:perfetto:

L L LM = 1 2L L LM = 1 2


NN11 NN22uu11++

--uu22++

--

ii11 ii22

RR

Energia accumulata:Energia accumulata:

W i i L i L i L i iM= + = + +12

12

12

121 1 2 2 1 1

22 2

21 2λ λW i i L i L i L i iM= + = + +

12

12

12

121 1 2 2 1 1

22 2

21 2λ λ


NN11 NN22uu11++

--uu22++

--

ii11 ii22

RR

Nota:Nota:Contrariamente al trasformatore ( ), il Contrariamente al trasformatore ( ), il mutuo induttore ( ) accumula energia. A mutuo induttore ( ) accumula energia. A tal fine vengono introdotti deital fine vengono introdotti dei traferritraferri..

R = 0R = 0R > 0R > 0


NN11 NN22uu11++

--uu22++

--

ii11 ii22

RR

NN11 NN22uu11++

--uu22++

--

ii11 ii22

Nota:Nota:Contrariamente al trasformatore ( ), il Contrariamente al trasformatore ( ), il mutuo induttore ( ) accumula energia. A mutuo induttore ( ) accumula energia. A tal fine vengono introdotti dei tal fine vengono introdotti dei traferritraferri..

R = 0R = 0R > 0R > 0

RR


Equazioni del mutuo induttoreEquazioni del mutuo induttore

uu11 uu22

++

--

++

--

ii11 ii22

uu dddtdt

LL dddtdt

LL dddtdt

uu dddtdt

LL dddtdt

LL dddtdt

1111

1111

MM

2222

MM11

22

== == ⋅⋅ ++ ⋅⋅

== == ⋅⋅ ++ ⋅⋅

⎧⎧

⎨⎨⎪⎪

⎩⎩⎪⎪

λλ

λλ

ii ii

ii ii

22

22

Funzionamento del convertitore Funzionamento del convertitore flybackflybackFase di on Fase di on (CCM)(CCM)

++

--UUoo

SS DD

UUii

++

--

ii11

CC

NN11

iiooii22

NN22

uu22uu11++

-- ++

--

S onS on ii22 = 0= 0uu11 = = UUii D offD off⇒⇒ ⇒⇒ ⇒⇒


++

--UUoo

SS DD

UUii

++

--

ii11

CC

NN11

iiooii22

NN22

uu22uu11++

-- ++

--

uu LL dddtdt

uu LL dddtdt

11 1111

22 MM11

== ⋅⋅

== ⋅⋅

⎧⎧

⎨⎨⎪⎪

⎩⎩⎪⎪

ii

ii ⇒⇒uu

LL

NNM

1

2

1 1

2= =

uu

LL

NNM

1

2

1 1

2= =


++

--UUoo

SS DD

UUii

++

--

ii11

CC

NN11

iiooii22

NN22

uu22uu11++

-- ++

--

i i UL

t Ii1 1

11= = +μ mini i U

Lt Ii

1 11

1= = +μ min I I UL

tMAXi

on1 11

= +minI I UL

tMAXi

on1 11

= +min


i i UL

t Ii1 1

11= = +μ mini i U

Lt Ii

1 11

1= = +μ min

uu

LL

NNM

1

2

1 1

2= =

uu

LL

NNM

1

2

1 1

2= =

ii22 = 0= 0

uu11 = = UUii

uu11UUii

tt

tt

tt

ii11

ii22

II1min1min

II1MAX1MAX

ttonon

ttonon

ttonon

Funzionamento del convertitore Funzionamento del convertitore flybackflybackFase di off Fase di off (CCM)(CCM)

++

--UUoo

SS DD

UUii

++

--

ii11

CC

NN11

iiooii22

NN22

uu22uu11++

-- ++

--

S offS off ii22 > 0> 0ii11 = 0= 0 uu22 = = --UUoo⇒⇒ ⇒⇒ ⇒⇒


++

--UUoo

SS DD

UUii

++

--

ii11

CC

NN11

iiooii22

NN22

uu22uu11++

-- ++

--

uu LL dddtdt

uu LL dddtdt

11 MM

22 22

== ⋅⋅

⋅⋅

⎧⎧

⎨⎨⎪⎪

⎩⎩⎪⎪

ii

ii

22

22==

uu

LL

NN

M1

2 2

1

2= =

uu

LL

NN

M1

2 2

1

2= =⇒⇒


++

--UUoo

SS DD

UUii

++

--

ii11

CC

NN11

iiooii22

NN22

uu22uu11++

-- ++

--

i i I UL

t NN

I UL

tMAXo

MAXo

2 2 22

1

21

2= = − = −μi i I U

Lt N

NI U

LtMAX

oMAX

o2 2 2

2

1

21

2= = − = −μ

uu11UUii

ttonon tt

tt

ttttonon

ttonon

ii11

ii22

II1min1min

II1MAX1MAX


TTSSttoffoff

U NNo

1

2U N

No1

2

II2MAX2MAX II2min2min i NN

I UL

tMAXo

21

21

2= −i N

NI U

LtMAX

o2

1

21

2= −

ii11 = 0= 0

U t U NN

ti on o off= 1

2U t U N

Nti on o off= 1

2

Funzionamento del convertitore Funzionamento del convertitore flybackflybackSollecitazioni sugli interruttoriSollecitazioni sugli interruttori

ttttonon

iiSS

II1min1min

II1MAX1MAX

uuSS

ttonon tt

TTSS

ttoffoff

UUii ++ U NNo

1

2U N

No1

2

iiSMAXSMAX = I= I1MAX1MAX

UUii ++ U NNo

1

2U N

No1

2uuSMAXSMAX ==

Funzionamento del convertitore Funzionamento del convertitore flybackflybackSollecitazioni sugli interruttoriSollecitazioni sugli interruttori

ttttonon

iiDD

II2min2minII2MAX2MAX

uuDD

ttonon tt

TTSS

ttoffoff

UUoo ++ U NNi

2

1U N

Ni2

1

iiDMAXDMAX = I= I2MAX2MAX

UUoo ++ U NNi

2

1U N

Ni2

1uuDMAXDMAX ==

Funzionamento discontinuo (DCM)Funzionamento discontinuo (DCM)

Correnti a primario e a secondarioCorrenti a primario e a secondarioFunzionamento discontinuo (DCM)Funzionamento discontinuo (DCM)

Correnti a primario e a secondarioCorrenti a primario e a secondario

TSTTSS

tonttonon

ttoffoff

ttt

tt

ii11

i2ii22

II11maxmax

ttrr

Funzionamento discontinuo (DCM)Funzionamento discontinuo (DCM)


TSTTSS

tonttonon

ttoffoff

ttt

tt

ii11

i2ii22

II11maxmax

ttrr

I UL

tion1

1max

=I UL

tion1

1max

=

I NN

I21

21max max

=I NN

I21

21max max

=


TSTTSS

tonttonon

ttoffoff

ttt

tt

ii11

i2ii22

II11maxmax

ttrr

I UL

tion1

1max

=I UL

tion1

1max

=

I NN

I21

21max max

=I NN

I21

21max max

=

I UL

tion1

1max

=I UL

tion1

1max

=

tt NNNN

LL11IIUUrr

oo== 22

11

11maxmax


TSTTSS

tonttonon

ttoffoff

ttt

tt

ii11

i2ii22

II11maxmax

ttrr

CCM (CCM (IIoo > > IIoolimlim)) M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ

M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ

Fattore di conversione del Fattore di conversione del convertitore convertitore FlybackFlyback

CCM (CCM (IIoo > > IIoolimlim))

DCM (DCM (IIoo < < IIoolimlim)) M UU

II

o

i

N

o= = δ2M U

UII

o

i

N

o= = δ2

M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ

M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ


I Uf LN

i

S=

2 1I U

f LNi

S=

2 1


DCM (DCM (IIoo < < IIoolimlim))

I Uf LN

i

S=

2 1I U

f LNi

S=

2 1

M UU

II

o

i

N

o= = δ2M U

UII

o

i

N

o= = δ2

M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ

M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ

( )I I NNo Nlim

= −1

21δ δ( )I I N

No Nlim= −1

21δ δ


Caratteristiche con carico Caratteristiche con carico resistivoresistivo

CCM (CCM (IIoo > > IIoolimlim)) M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ

M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ



DCM (DCM (IIoo < < IIoolimlim)) M UU k

o

i= =

δM UU k

o

i= =

δ

M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ

M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ


k f LRS

o=

2 1k f LRS

o=

2 1

( )k NNlim = −⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

1

2

21 δ( )k N

Nlim = −⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥

1

2

21 δ


DCM (DCM (IIoo < < IIoolimlim))

k f LRS

o=

2 1k f LRS

o=

2 1

M UU k

o

i= =

δM UU k

o

i= =

δ

M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ

M UU

NN

o

i= =

−2

1 1δδ


Modo di utilizzoModo di utilizzo

–– si sfrutta lsi sfrutta l’’intera escursione del intera escursione del flusso (flusso (ΔΦΔΦ = = BBsatsat S) e quindi il S) e quindi il nucleo risulta pinucleo risulta piùù piccolopiccolo

–– si ottengono migliori si ottengono migliori caratteristiche dinamichecaratteristiche dinamiche

Il convertitore Il convertitore flybackflyback si usa si usa normalmente in DCM perchnormalmente in DCM perchèè::

Modo di utilizzoModo di utilizzo

Tasso di utilizzo di un Tasso di utilizzo di un convertitore convertitore FlybackFlyback (i(iLL = = IILL))


( )PP

oS= − ≤δ δ1 1

4( )PP

oS= − ≤δ δ1 1

4 (CCM)(CCM)


( )PP

oS= − ≤δ δ1 1

4( )PP

oS= − ≤δ δ1 1

4

( )PP

oS=

−≤

δ δ12

18

( )PP

oS=

−≤

δ δ12

18

(CCM)(CCM)

(limite CCM (limite CCM -- DCM)DCM)

( )PP

oS= − ≤δ δ1 1

4( )PP

oS= − ≤δ δ1 1

4

( )PP

oS=

−≤

δ δ12

18

( )PP

oS=

−≤

δ δ12

18

(CCM)(CCM)

(limite CCM (limite CCM -- DCM)DCM)

PoichPoichèè il tasso di utilizzo il tasso di utilizzo èè basso il basso il convertitore si usa a bassa potenzaconvertitore si usa a bassa potenza


Progetto di un convertitore Progetto di un convertitore FlybackFlybackmultimulti--uscitauscita

++

--uuo1o1

SS

UUii++

--LL

iio1o1DD11

++

--uuoNoN

DDNN

CC11

CCNN

iioNoN

NNpp

NN11

NNNN


Ogni uscita richiede Ogni uscita richiede un solo diodo e un solo diodo e condensatorecondensatore


++

--uuo1o1

SS

UUii++

--LL

iio1o1DD11

++

--uuoNoN

DDNN

CC11

CCNN

iioNoN

NNpp

NN11

NNNN

Le uscite sono bene Le uscite sono bene accoppiateaccoppiate


Ogni uscita richiede Ogni uscita richiede un solo diodo e un solo diodo e condensatorecondensatore

++

--uuo1o1

SS

UUii++

--LL

iio1o1DD11

++

--uuoNoN

DDNN

CC11

CCNN

iioNoN

NNpp

NN11

NNNN

Applicazione:Applicazione:

Alimentatore per scheda di Alimentatore per scheda di controllo e driver di un controllo e driver di un inverterinverter per per

azionamentoazionamento


Convertitore Convertitore FlybackFlyback multimulti--uscitauscita

Specifiche di progetto Specifiche di progetto

Potenza di uscita totale .............Potenza di uscita totale ..............=18W.=18W

Frequenza di commutazione .....Frequenza di commutazione ......=50kHz.=50kHz

Tensione continua dTensione continua d’’ingresso ..ingresso ...=180.=180--710V710V

UU0101-- UU0303 = +15 V= +15 V 1313--2525UU0404 = +15 V= +15 V 4444--8383UU0505 = +5 V= +5 V 100100--350350UU0606 = +15 V= +15 V 150150--400400UU0707 = = --15 V15 V 8080--280280UU0808 = +24 V= +24 V 00--100100UU0909 = +15 V= +15 V 5050UU1010 = +15 V= +15 V 1.71.7

TensioniTensionidi uscita [V]di uscita [V]

AssorbimentoAssorbimento((minmin--maxmax) [mA]) [mA]

Specifiche per le singole usciteSpecifiche per le singole uscite

Analisi del convertitore Analisi del convertitore flybackflybackmultimulti--uscitauscita

Riportando tutti i parametri a primario si Riportando tutti i parametri a primario si possono utilizzare le relazioni del possono utilizzare le relazioni del convertitore convertitore buckbuck--boostboost

++

--uuopop

SS

UUii++

--LL

iiopopDD

CCppRRopop

++

--uuopop

SS

UUii++

--LL

iiopopDD

CCppRRopop

nnNNNNjj

jj

pp==

Analisi del convertitore Analisi del convertitore multimulti--uscitauscita


++

--uuopop

SS

UUii++

--LL

iiopopDD

CCppRRopop

nnNNNNjj

jj

pp== uu

uunnopopojoj

jj==

nnNNNNjj

jj

pp== i n iop j oj

j

N=

=∑

1i n iop j oj

j

N=

=∑

1


++

--uuopop

SS

UUii++

--LL

iiopopDD

CCppRRopop

uuuunnopopojoj

jj==

nnNNNNjj

jj

pp==

RGop

op=

1RGop

op=

1

i n iop j ojj

N=

=∑

1i n iop j oj

j

N=

=∑

1


++

--uuopop

SS

UUii++

--LL

iiopopDD

CCppRRopop

uuuunnopopojoj

jj==

nnNNNNjj

jj

pp==

∑ ∑= =

==N

j

N

jjjjpop GnGG

1 1

2∑ ∑= =

==N

j

N

jjjjpop GnGG

1 1

2RGop

op=

1RGop

op=

1


++

--uuopop

SS

UUii++

--LL

iiopopDD

CCppRRopop

i n iop j ojj

N=

=∑

1i n iop j oj

j

N=

=∑

1uu

uunnopopojoj

jj==

C C np j jj

N=

=∑ 2

1C C np j j

j

N=

=∑ 2

1

nnNNNNjj

jj

pp==

RGop

op=

1RGop

op=

1


++

--uuopop

SS

UUii++

--LL

iiopopDD

CCppRRopop

i n iop j ojj

N=

=∑

1i n iop j oj

j

N=

=∑

1uu

uunnopopojoj

jj==

∑=

=N

jjjop GnG

1

2∑=

=N

jjjop GnG

1

2

Dimensionamento della parte di potenzaDimensionamento della parte di potenza1) Calcolo dei rapporti spire1) Calcolo dei rapporti spire

1) Calcolo dei rapporti spire1) Calcolo dei rapporti spireDimensionamento della parte di potenzaDimensionamento della parte di potenza

Ipotesi:Ipotesi: funzionamento CCM fino alla corrente funzionamento CCM fino alla corrente minima minima ((IIoolimlim = 40% = 40% IIoonomnom))

Motivo:Motivo: limitare inferiormente limitare inferiormente ttononminmin (2 (2 μμs)s)

1) Calcolo dei rapporti spire1) Calcolo dei rapporti spireIpotesi:Ipotesi: funzionamento CCM fino alla corrente funzionamento CCM fino alla corrente

minima minima ((IIoolimlim = 40% = 40% IIoonomnom))

Dimensionamento della parte di potenzaDimensionamento della parte di potenza

MUU

op

imin

min

minmax

= =−δδ1

MUU

op

imin

min

minmax

= =−δδ1Rapporti diRapporti di

conversioneconversioneM

UU

op

imax

max

maxmin

= =−δδ1

MUU

op

imax

max

maxmin

= =−δδ1

1) Calcolo dei rapporti spire1) Calcolo dei rapporti spire

Motivo:Motivo: limitare inferiormente limitare inferiormente ttononminmin



MUU

op

imin

min

minmax

= =−δδ1

MUU

op

imin

min

minmax

= =−δδ1Rapporti diRapporti di

conversioneconversioneM

UU

op

imax

max

maxmin

= =−δδ1

MUU

op

imax

max

maxmin

= =−δδ1

δδminmin e e δδmaxmax dipendono dalla scelta di dipendono dalla scelta di UUopop


Motivo:Motivo: limitare inferiormente limitare inferiormente ttononminmin



•• la tensione massima dellla tensione massima dell’’interruttoreinterruttore

•• il minimo til minimo tonon delldell’’interruttoreinterruttore

Il valore della tensione di carico riportata Il valore della tensione di carico riportata a primario (a primario (UUopop) si determina in modo da ) si determina in modo da limitare a valori opportuni:limitare a valori opportuni:


U U Us i opmax max= +U U Us i opmax max= +

Tensione massima dellTensione massima dell’’interruttoreinterruttore


δminmax

max

= −1UU

i

Sδmin

max

max

= −1UU

i

S


Tensione massima dellTensione massima dell’’interruttoreinterruttore


Minimo tMinimo tonon delldell’’interruttoreinterruttore

t Ton Smin min= δt Ton Smin min= δ


TTSS = 20 = 20 μμss


NOTA:NOTA: Se al diminuire della corrente di carico Se al diminuire della corrente di carico il convertitore entrasse in funzionamento il convertitore entrasse in funzionamento intermittente si causerebbe una ulteriore intermittente si causerebbe una ulteriore diminuzione del diminuzione del dutyduty--cyclecycle. Per evitare ciò si . Per evitare ciò si tende ad evitare il DCM.tende ad evitare il DCM.

Minimo tMinimo tonon delldell’’interruttoreinterruttore


t Ton Smin min= δt Ton Smin min= δ TTSS = 20 = 20 μμss


δmin .= 0 1δmin .= 0 1Posto:Posto:


δmin .= 0 1δmin .= 0 1 t sonmin = 2μt sonmin = 2μPosto:Posto:


δmin .= 0 1δmin .= 0 1 t sonmin = 2μt sonmin = 2μ

U Vop ≈ 80U Vop ≈ 80

Posto:Posto:


δmin .= 0 1δmin .= 0 1 t sonmin = 2μt sonmin = 2μ

U Vop ≈ 80U Vop ≈ 80

nUU j Nj

op

oj= = ÷, 1n

UU j Nj

op

oj= = ÷, 1

Posto:Posto:


2) Calcolo dell2) Calcolo dell’’induttanza L (a primario)induttanza L (a primario)Dimensionamento della parte di potenzaDimensionamento della parte di potenza

((αα = frazione della potenza d= frazione della potenza d’’uscita cui uscita cui corrisponde il funzionamento limite tra corrisponde il funzionamento limite tra CCM e DCM)CCM e DCM)

α = 0 4.α = 0 4.Si assume:Si assume:2) Calcolo dell2) Calcolo dell’’induttanza L (a primario)induttanza L (a primario)Dimensionamento della parte di potenzaDimensionamento della parte di potenza

Ciò garantisce un funzionamento CCM anche Ciò garantisce un funzionamento CCM anche alla minima potenza di uscita, evitando ulteriori alla minima potenza di uscita, evitando ulteriori riduzioni del riduzioni del dutyduty--cyclecycle..

Si assume:Si assume:2) Calcolo dell2) Calcolo dell’’induttanza L (a primario)induttanza L (a primario)

α = 0 4.α = 0 4.((αα = frazione della potenza d= frazione della potenza d’’uscita cui uscita cui corrisponde il funzionamento limite tra corrisponde il funzionamento limite tra CCM e DCM)CCM e DCM)


L deve essere dimensionata per garantire CCM L deve essere dimensionata per garantire CCM in ogni condizionein ogni condizione

2) Calcolo dell2) Calcolo dell’’induttanza L (a primario)induttanza L (a primario)

( )k

Mcrit =

+

11 2( )

kM

crit =+

11 2




( )k

Mcrit =

+

11 2( )

kM

crit =+

11 2


k LfRcrit

S

op=

2

max

k LfRcrit

S

op=

2

max



RR

opopn

maxom=

αR

Rop

opnmax

om=α

k LfRcrit

S

op=

2

max

k LfRcrit

S

op=

2

max( )k

Mcrit =

+

11 2( )

kM

crit =+

11 2


RR

opopn

maxom=

αR

Rop

opnmax

om=α

( )L

R

f Mopn

S=

+⋅om

min2 11

2 α( )L

R

f Mopn

S=

+⋅om

min2 11

2 α

( )k

Mcrit =

+

11 2( )

kM

crit =+

11 2


2) Calcolo dell2) Calcolo dell’’induttanza L (a primario)induttanza L (a primario)Dimensionamento della parte di potenzaDimensionamento della parte di potenza

k LfRcrit

S

op=

2

max

k LfRcrit

S

op=

2

max

3) Calcolo degli stress di corrente e 3) Calcolo degli stress di corrente e tensione delltensione dell’’interruttoreinterruttore


( )( )

I I i I Mk M

s LL

opmax= + = + +

+

⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟

Δ2

1 1 11 2( )( )

I I i I Mk M

s LL

opmax= + = + +

+

⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟

Δ2

1 1 11 2



II AA

UU VVss

ss

maxmax

maxmax

..==

==

00 5959

790790


( )( )

I I i I Mk M

s LL

opmax= + = + +

+

⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟

Δ2

1 1 11 2( )( )

I I i I Mk M

s LL

opmax= + = + +

+

⎛

⎝⎜⎜

⎞

⎠⎟⎟

Δ2

1 1 11 2



4) Dimensionamento del mutuo induttore4) Dimensionamento del mutuo induttoreDimensionamento della parte di potenzaDimensionamento della parte di potenza

Nucleo in ferrite: ETD 34x17x11Nucleo in ferrite: ETD 34x17x11Sezione del nucleo: Sezione del nucleo: AAee = 92 mm= 92 mm22


Posto: Posto: BBmaxmax = 200 = 200 mTmT

Nucleo in ferrite: ETD 34x17x11Nucleo in ferrite: ETD 34x17x11

4) Dimensionamento del mutuo induttore4) Dimensionamento del mutuo induttore

Sezione del nucleo: Sezione del nucleo: AAee = 92 mm= 92 mm22


NLI

B Aps

e= max

maxN

LIB Ap

s

e= max

max

Posto: Posto: BBmaxmax = 200 = 200 mTmT

Nucleo in ferrite: ETD 34x17x11Nucleo in ferrite: ETD 34x17x11

4) Dimensionamento del mutuo induttore4) Dimensionamento del mutuo induttore

Sezione del nucleo: Sezione del nucleo: AAee = 92 mm= 92 mm22


Nota: Nota: èè necessario un necessario un traferrotraferro (air gap) (air gap) per evitare la saturazione del per evitare la saturazione del nucleo e accumulare energianucleo e accumulare energia


E LIL L=12

2max

E LIL L=12

2max

Nota: Nota: èè necessario un necessario un traferrotraferro (air gap) (air gap) per evitare la saturazione del per evitare la saturazione del nucleo e accumulare energianucleo e accumulare energia


Trascurando la riluttanza del nucleo Trascurando la riluttanza del nucleo rispetto a quella del rispetto a quella del traferrotraferro si trova:si trova:


λμ

te pA NL

= 02

2λ

μt

e pA NL

= 02

2

λλtt = lunghezza del = lunghezza del traferrotraferro da realizzare da realizzare su ciascuna colonna del nucleosu ciascuna colonna del nucleo

Trascurando la riluttanza del nucleo Trascurando la riluttanza del nucleo rispetto a quella del rispetto a quella del traferrotraferro si trova:si trova:


5) Calcolo delle capacit5) Calcolo delle capacitàà di uscitadi uscitaDimensionamento della parte di potenzaDimensionamento della parte di potenza

Ondulazione (Ondulazione (rippleripple statico):statico):5) Calcolo delle capacit5) Calcolo delle capacitàà di uscitadi uscita

iiCjCj

tt--IIojojΔΔQQjj

ttonon

ttoffoff


CI

U fjoj

oj S= ⋅Δ

δmaxCI

U fjoj

oj S= ⋅Δ

δmax

Ondulazione (Ondulazione (rippleripple statico):statico):5) Calcolo delle capacit5) Calcolo delle capacitàà di uscitadi uscita

iiCjCj

tt--IIojojΔΔQQjj

ttonon

ttoffoff


09. convertitore flyback

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