Flyback-converter

LET OP: Dit experiment is ontworpen om de uitgangsspanning te beperken tot minder dan 50V DC. Gebruik alleen de hier gegeven duty ratios, frequenties, ingangsspanning of belastingen.

Dit experiment gebruikt de DC-DC converter board geleverd door HiRel Systems. http://www.hirelsystems.com/shop/Power-Pole-Board.html

Informatie over de werking van de board vindt u in deze collectie video “Introduction to the HiRel Board.”

De hier getoonde procedure is van toepassing op elke eenvoudige flyback converter circuit die kan worden gebouwd op proto boards, bread boards of printplaten.

1. Board instelling:

1. Verbind de ±12 signaalvoorziening bij de "DIN" aansluiting maar houd "S90" UIT.
2. Zorg ervoor dat de PWM controle selector in de open-loop positie staat.
3. Stel de DC voeding in op 16 V. Houd de uitgang voorlopig los van de board.
4. Voordat u de belastingsweerstand verbindt, stel deze in op 10 Ω.
5. Bouw het circuit getoond in Fig. 3 door de onderste MOSFET en flyback magnetische board te gebruiken.
   1. Let op dat de windingsverhouding N₁/N₂=2 is.
6. Verbind "R_L" tussen "V2+" en "COM."
   1. ONTWART nooit de belasting tijdens het experiment omdat de boost converter onstabiel kan worden en schade aan de board kan veroorzaken.
7. Zorg ervoor dat de schakelmatrix voor MOSFET selectie (onderste MOSGET), PWM selectie en andere instellingen correct zijn om een functioneel Fig. 3 te bereiken.

Figuur 3. Flyback converter circuit

2. Aanpassen van de Duty Ratio en Schakelfrequentie

1. Verbind de differentiële sonde over de gate-tot-source van de onderste MOSFET.
2. Schakel "S90" AAN. Er zou een schakelingsignaal op het oscilloscoopscherm moeten verschijnen.
   1. Stel de signaaltijdas in om twee of drie perioden te zien.
   2. Stel de frequentie potentiometer in om een frequentie van 100 kHz (periode van 10 μs) te bereiken.
3. Stel de duty ratio potentiometer in om een duty ratio van 50% te bereiken (aan-tijd van 5 μs).

3. Flyback Converter Test voor Variabele Ingang

1. Verbind de ingang DC voeding, die al op 16 V is ingesteld, aan "V1+" en "COM."
2. Verbind een normale sonde om de ingangsstroom bij "CS1" te meten. Zorg ervoor dat de grondconnector is verbonden met "COM."
   1. Verbind de differentiële sonde over de belasting.
   2. Leg de golfvormen vast en meet de gemiddelde uitgangsspanning, piek ingangsstroom en gemiddelde ingangsstroom.
   3. Noteer de lezingen van de ingangsstroom en spanning op de DC voeding.
3. Stel de ingangsspanning in op 11 V, 13 V en 15 V.
   1. Herhaal de bovenstaande stappen voor elke van deze spanningen.
4. Ontkoppel de ingang DC voeding en stel de uitgang in op 16 V.

4. Flyback Converter Test voor Variabele Duty Ratio

1. Verbind een normale sonde over de gate naar de source van de onderste MOSFET.
2. Verbind de differentiële sonde over de belasting.
3. Verbind de ingang DC voeding aan "V1+" en "COM."
4. Leg de golfvormen vast en meet de gemiddelde uitgangsspanning en de aan-tijd van de gate-tot-source spanning (ook de duty ratio).
   1. Noteer de lezingen van de ingangsstroom en spanning op de DC voeding.
5. Stel de duty ratio in op 10%, 25% en 40%. Herhaal de bovenstaande stappen voor elke van deze drie duty ratios.
6. Stel de duty ratio terug op 50%.
7. Ontkoppel de ingang DC voeding.

5. Flyback Converter Test voor Variabele Schakelfrequentie

1. Verbind een normale sonde bij "CS1" om de ingangsstroom te meten.
2. Verbind de differentiële sonde over de belasting.
3. Bekijk op de tweede oscilloscoop de gate-tot-source spanning met een normale sonde om de schakelfrequentie in te stellen zoals nodig is.
4. Verbind de ingang DC voeding aan "V1+" en "COM."
5. Stel de schakelfrequentie in op 70 kHz.
6. Leg de golfvormen van de eerste oscilloscoop vast en meet de piek ingangsstroom en gemiddelde uitgangsspanning.
   1. Noteer de frequentie en duty ratio van de tweede oscilloscoop maar leg de golfvorm ervan niet vast.
   2. Noteer de lezingen van de ingangsstroom en spanning op de DC voeding.
7. Stel de schakelfrequentie in op 50 kHz, 30 kHz en 10 kHz (of minimaal mogelijk als 10 kHz niet kan worden bereikt).
   1. Herhaal de bovenstaande stappen voor elke van deze drie schakelfrequenties.
8. Schakel de ingang DC voeding en "S90" UIT en ontmantel vervolgens het circuit.