AC/DC switchning, Vreflected, undran

[Thomasx]

Hejsan

Jag har ur TI's online-designverktyg WEBENCH fått fram en design för en AC/DC 240VAC --> 12VDC 7A converter.
Den använder en switch-controller som heter UCC28C54.
Den använder också en custom trafo med en "turn/ratio" på ca 10 varv Np:Ns, 146:14

Enligt databladet för UCC28C54 får Vreflected inte överstiga 130V i datablades applicationsexempel, det är i detta fallet samma i min WEBENCH design som i databladets exempel.

Detta kommer av att den MOSFET som används för switchningen har Vds max = 650 volt, och den bulk-spänning som kommer av max AC matningsspänning, samt lite marginaler.

Det är alltså ingångsspänningen och MOSFETens Vds som avgör max antal lindningsvarv på trafon, och i detta fallet blir det alltså max 10 varv.

Om man sedan tittar på en annan design, en referens-design som Texas har gjort, där det används en trafo som har turn ratio på 35, men som fortfarande lämnar 12V ut och har nätspänning in, alltså samma spec som i mitt fall ovan på dessa punkter. Så tas ingen som helst hänsyns till Vreflected. Här används MOSFET till switchning som "bara" har 550Vds trots att matningsspänningen (V bulk max) är densamma.
Denna referensdesign heter PMP21098

Varför behöver man inte ta hänsyn till Vreflected i design enligt PMP21098, det måste väl bli en reflekterad spänning där på samma vis som i WEBENCH design, någon som kan förklara detta för mig?

Den WEBENCH design jag fått använder en custom made trafo, och PMP21098 använder en off-the-shelf-variant, varför jag gärna skulle vilja använda den senare, men i den något mindre utrymmeskrävande designen från WEBENCH.

Texas referensdesign PMP21098:
https://www.ti.com/tool/PMP21098

WEBENCH design enligt mitt önskemål
https://easyupload.io/ra8ewa

Datablad på UCC28C54
https://www.ti.com/lit/gpn/ucc28c54

[Icecap]

Vissa MOSFET har inbyggt en funktion som får den att leda i varierande grad om Vds överstiger ett visst nivå.

Samtidig beror flyback-spänningen på kapacitiv o resistiv belastning.

[rikkitikkitavi]

Din Webdesign fil går inte att få upp.

[Thomasx]

Din Webdesign fil går inte att få upp.

Ja det var märkligt att den blivit raderad.
Vi provar igen med denna länken

https://easyupload.io/ra8ewa

[rikkitikkitavi]

Ok, jag tittade på den som hastigast.

Webbenchdesignen är en flyback omvandlare. Då har du en induktans som ger en hög emk när switchtrissan slår av, och en snubberkrets som hanterar detta.

Jämför med ex en relädrivare, dår man har en diod som hanterar den emk.

Men trots snubbern får man relativr hög spänning över trissan.

I det andra fallet är det en halvbryggeomvandlare, och dessutom resonant sk LLC topologi så du har inte samma spänningsspik.
Men framför allt är det en halvbrygga med två kondingar som gör att varje trissa arbetar med 385V/2 ~ 190V...
Ergo 550V/190V.

[psynoise]

Utan att tittat på dina scheman kan jag säga några saker.

Flyback-omvandlarens switchtransistor får hela inspänningen + reflekterad spänning över sig. Medan en forward-omvandlare eller LLC endast har inspänningen över switchtransistorn.

flyback.PNG

LLC.PNG

https://www.ti.com/lit/ug/slyu032/slyu032.pdf

Jag har själv vid något tillfälle beräknat den reflekterade spänningen för en flyback enligt formel ovan. Sedan är jag ganska säker på att den uppmätta spänningen på en prototyp senare var lägre. Däremot om man vill ha en robust konstruktion tycker jag inte man ska ska snåla med breakdown-spänning på switchtransistorn.

[alexanderson]

Jag ser att transformatorn har en delad bobin. Varför ?
Att ha primär och sekundärlindningen på var halva av transformatorns mittben ger en högre läckinduktans, än att ha lindningarna över varandra, och därmed högre effektförlust i snubbern.

[rikkitikkitavi]

Om du avser LLC omvandlaren är läckinduktansen (Lr i psynoice bild) en av komponenterna i den resonanta kretsen (L L C) där magnetiseringsinduktansen(Lm) och seriekondensatorn(Cr) är en av de andra.

Det är därför man delar bobbinen. För eget bruk och testande kan det vara enklare med en separat induktans, men fördelen med läckinduktansen är att den är omättbar.

Jag hade för övrigt fel, det är inte en kapacitiv spänningsdelare, jag såg fel i schemat då kondingarna var för små och är en del av resonanskretsen. Det är som psynoise skriver.
Spänningen är som mest Uc ~385V eller vad den nu är likriktad , omvandlad till av PFC kretsen.

LLC.png

[Thomasx]

Tack för svaren, då förstår jag bättre