Для низьких вихідних напруг раціонально використовувати діоди Шотткі, як володіють низьким прямим падінням напруги і відмінними частотними властивостями. При більш високих виходах, починаючи приблизно від 24V, використовують надшвидкі діоди – широко поширені діоди Шотткі випускаються на напругу тільки до 100V.
Зворотна напруга на вихідному діоді буде складатися з вихідної напруги і «відбитої» на вторинну сторону вхідної напруги:
.
Для нашого випадку максимальна напруга вихідному діоді:
.
Допустимо використовувати 60-вольтові діоди Шоткі. Очевидно, що середній струм через діод рівний середньоквадратичному току вторинної обмотки, в нашому випадку 4.24А.
Втрати на вихідному діоді можна оцінити як добутки цього струму на пряме падіння напруги (насправді вони будуть трохи менше через нелінійність вольт-амперної характеристики діода).
У нашому випадку можна використовувати діод 50WQ06N або здвоєний 6CWQ06N в корпусах DPAK від компанії International Rectifier. При використанні 6CWQ06N обидва діода з'єднуються паралельно.
Проведемо розрахунок для першого діода (50WQ06N). При струмі 4.24А і температурі кристала +25°С падіння напруга на 50WQ06N складе 0.53V, і, відповідно, втрати в діоді: 4.24А * 0.53V = 2.25W. При +125°С ці втрати будуть трохи менше – 2.12W. Але до цих втрат додадуться ще втрати від протікання зворотного струму, і ця складова буде сильно зростати з підвищенням температури кристала. При номінальній вхідній напрузі в 220VAC зворотна напруга на діоді складе 34.2V, і якщо при кімнатній температурі зворотний струм складає всього 0.08mA, то при +125°С – уже 11mA.
Зворотна напруга прикладена до вихідного діоду під час TON(NOM) (2.14 μs), і втрати від протікання зворотного струму можна оцінити як добуток зворотного струму на напругу на діоді і на коефіцієнт заповнення (в дужках – значення для температури +125°С):
.
Видно, що при високій температурі втрати від протікання зворотного струму стають вже відчутними, але все одно перекриваються меншими втратами від протікання прямого струму.
Ситуація може змінитися якщо вихідний діод обраний з незначним запасом по напрузі, тому рекомендується використовувати діоди Шотки як мінімум з 50% запасом по напрузі.
Звернемо увагу, що розсіювана потужність на вихідному діоді вже досить значна, і треба приділяти особливу увагу питанню відведення тепла від діода.
При закриванні діода і різкому наростанні напруги на ньому виникає високочастотний брязкіт на коливальному контурі, утвореному індуктивністю розсіювання трансформатора, паразитною ємністю трансформатора, і власною паразитною ємністю вихідного діода.
Тому іноді паралельно D 4 ставлять демпфуючий RdCd ланцюг. У цьому випадку ємність трохи більше, ніж паразитна ємність діода, а резистор підбирають з умови чисто аперіодичного процесу. У нашому випадку ємність діода складе близько 100pF, і демпфуюча ємність може мати номінал в (180…200)pF. Опір резистора можна оцінити з умови:
.
Для нашого випадку опір резистора:
.
Тобто опір демпфуючого резистора в 20Ω цілком нормальний. Потужність, розсіюючи на ньому, буде дорівнює енергії, що запасається в конденсаторі, помноженої на частоту перетворення і помноженої на два, оскільки в кожному циклі буде відбуватися як розряд, так і заряд конденсатора Cd:
.
Для нашого випадку обійдемось резистором розміром 0805.
Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 72 | Нарушение авторских прав