Presentazione di Stefano Fabiani al seminario Magnetica

1. 06/06/09 Stefano Fabiani

2. 06/06/09 Stefano Fabiani

4. Principio di funzionamento di un convertitore Flyback 06/06/09 Stefano Fabiani SCHEMATICO PWM sta per Pulse Width Modulator e fa parte del circuito di retroazione per il controllo della stabilità della tensione V o . Q 1 Controller PWM V 0 V DC C 1 R L D 1

5. Principio di funzionamento di un convertitore Flyback Ip Ton Mosfet Q1 va ON Ip = ((V DC – V DS ) x Ton) / Lp Si immagazzina Energia nel Trasformatore e = 1/2 x Lp x Ip 2 Diodo interdetto Is = 0 06/06/09 Stefano Fabiani Q 1 Controller PWM V 0 V DC C 1 R L D 1

6. Principio di funzionamento di un convertirore Flyback Forme D’onda 06/06/09 Stefano Fabiani Ton Ip Is t t

7. Principio di funzionamento di un convertitore Flyback Ip = 0 Toff Mosfet Q1 va OFF Il trasformatore tenta per sua natura di mantenere il flusso di corrente e la tensione ai capi della bobina si inverte di segno Trasmissione di Energia Is = ((Vs+V D1 )xToff) / Ls Diodo in conduzione C 1 in carica 06/06/09 Stefano Fabiani Q 1 Controller PWM V 0 V DC C 1 R L D 1

8. Principio di funzionamento di un convertitore Flyback Forme D’onda 06/06/09 Stefano Fabiani Ton Ip Is t t Toff

9. Principio di funzionamento di un convertitore Flyback Poiché la potenza è l’energia trasferita per il tempo necessario a trasferirla avremo 06/06/09 Stefano Fabiani

10. Principio di funzionamento di un convertitore Flyback In definitiva la Tensione di Uscita in rapporto alla Tensione di ingresso, per un rendimento dell’ 80%, sarà data da: IL LOOP DI FEEDBACK MANTIENE COSTANTE LA TENSIONE DI USCITA MANTENENDO COSTANTE IL PRODOTTO Vdc x Ton 06/06/09 Stefano Fabiani

11. Principio di funzionamento di un convertitore Flyback SE LA CORRENTE AL SECONDARIO DECADE A 0 PRIMA CHE IL MOSFET RICOMINCI A CONDURRE, IL CIRCUITO LAVORA IN MODO DISCONTINUO 06/06/09 Stefano Fabiani T Ton Ip Is t t Toff Tdead

12. Principio di funzionamento di un convertitore Flyback SE LA CORRENTE AL SECONDARIO NON DECADE A 0 PRIMA CHE IL MOSFET RICOMINCI A CONDURRE, IL CIRCUITO LAVORA IN MODO CONTINUO 06/06/09 Stefano Fabiani T Ton Ip Is t t Toff

13. Differenze tra DCM e CCM Il Discontinous Mode risponde più rapidamente ai cambiamenti della tensione di ingresso e della corrente al carico. VANTAGGIO PER I DCM Il picchi di corrente nel Discontinous Mode sono più alti di quelli del Continous Mode. SVANTAGGIO PER I DCM Le correnti RMS del Discontinous Mode sono più grandi rispetto a quelle di un Continous Mode. SVANTAGGIO PER I DCM Il Modo Discontinuo ha meno problemi di Loop di Stabilizzazione di quello continuo VANTAGGIO PER I DCM 06/06/09 Stefano Fabiani

16. INDUTTANZA DISPERSA in un FLYBACK Definizione di induttanza dispersa Quantità del flusso generato dal primario che non è raccolto dal secondario (flusso disperso). L'entità di questa parte dipende principalmente dalla bontà di costruzione del trasformatore. 06/06/09 Stefano Fabiani PRIMARY SECONDARY Flusso mutuo Flusso disperso

17. INDUTTANZA DISPERSA in un FLYBACK Quando un flusso o parte di esso non viene utilizzato, il flusso disperso fa nascere negli avvolgimenti delle induttanze che non partecipano all' accoppiamento e che perciò risultano in serie a ciascun avvolgimento. Induttanza dispersa relativa al primario 06/06/09 Stefano Fabiani L d L P L S R S R P R L

19. INDUTTANZA DISPERSA in un FLYBACK 06/06/09 Stefano Fabiani

20. INDUTTANZA DISPERSA in un FLYBACK Ns Np Ns Np b 1 b 2 c Supponiamo di avere la seguente costruzione di un trasformatore 06/06/09 Stefano Fabiani a

21. INDUTTANZA DISPERSA in un FLYBACK Sperimentalmente l’Induttanza dispersa dipende dalla seguente formula: 06/06/09 Stefano Fabiani

22. INDUTTANZA DISPERSA in un FLYBACK Dividendo l’avvolgimento primario si avrà la seguente costruzione del trasformatore b 3 a b 2 Np/2 Ns Np/2 Np/2 Ns Np/2 06/06/09 Stefano Fabiani

23. INDUTTANZA DISPERSA in un FLYBACK Sperimentalmente, in questo caso, l’Induttanza dispersa dipende invece dalla seguente formula: 06/06/09 Stefano Fabiani

26. SIMULAZIONE IN PSPICE CON UNA Ld = 5% di Lp=1.2mH 06/06/09 Stefano Fabiani INDUTTANZA DISPERSA IN UN FLYBACK

27. SIMULAZIONE IN PSPICE CON UNA Ld = 1% di Lp=1.2mH 06/06/09 Stefano Fabiani INDUTTANZA DISPERSA IN UN FLYBACK

28. 06/06/09 Stefano Fabiani CAPACITA’ PARASSITA in un FLYBACK Definizione di capacità parassita Una capacità parassita è quella capacità (condensatore a costante distribuita) che si genera nella costruzione di qualsiasi tipo di apparato e di componente elettronico. Accade che tra le spire affiancate di un avvolgimento o di un semplice link di poche spire si crei, per ragioni costruttive, una capacità.

29. Visualizzazione della Capacità parassita in un trasformatore L d L P L S R S R P R L 06/06/09 Stefano Fabiani CAPACITA’ PARASSITA in un FLYBACK C p

31. 06/06/09 Stefano Fabiani CAPACITA’ PARASSITA in un FLYBACK

33. 06/06/09 Stefano Fabiani CAPACITA’ PARASSITA in un FLYBACK Strato 1 Strato N SOLUZIONE COSTRUTTIVA A NIDO D’APE

34. 06/06/09 Stefano Fabiani CAPACITA’ PARASSITA in un FLYBACK VANTAGGI Si evitano fenomeni di interferenza sulle correnti e sulla Vdrain Oscillazione sulla Ip

35. 06/06/09 Stefano Fabiani CAPACITA’ PARASSITA in un FLYBACK Oscillazione sulla Ip quasi assente Anche Ld è OK