SonofSamlawのブログ

うひょひょ

フライバックスイッチング電源トランスの設計

https://www.thierry-lequeu.fr/data/TOPSWITCH/AN17.pdf

参考

 

■フライバックトランス設計

FTBの設計

空隙のあるコアの

空隙 GW

巻き数 np

を決定する。

■ 空隙の決定

磁気エネルギー密度uは

u=1/(2μ)*B^2      (1)

これを、コア全体で積分したものが、全エネルギーUである。

U=1/2*∫(B^2/μ)dV   (2)

透磁率μはコア部分は非常に大きい(空隙部の10000倍くらい)

ので、積分は空隙部分のみでよい。すると、

U=1/2*B^2/μ0 *S*GW  (3)

S:コア断面積  GW:空隙長  μ0:真空の透磁率

=4πE-7

一方

U=1/2L*I^2          (4)

とも書ける。

そこで

B^2/μ0 *S*GW=L*I^2

GW=μ0*L*I^2/(B^2*S)(5)

単位系はMKSAである。GWの単位はメートルである。

1次ピーク電流IpのときBがBmaxであるようにするには、

GW=μ0*L*Ip^2/(Bmax^2*S) (6)

とすればよい。

■1次巻き数npの決定

コアの磁気回路における磁気抵抗Rは、ほとんどが空隙部できまるので、

R=(GW/(μ0*S)              (7)

としてよい。この磁気抵抗Rにより磁束Φは

Φ=Bmax*S=Ip*np/(GW/(μ0*S))  (8)

np:1次巻き数

となる。これより、

np=BmaxGW/(μ0*Ip)       (9)

■ 以上の結果は下の文献を解釈したものですが、単位系が違うためか

数字に違いがあります。文献ではcmとなっていますが、それだけでは

ないような気がします。

ただ、式の根拠として、参考にはなると思います。

■ 確かに、CRTで出てくる用語ですね。調べたら

逃げ帰る

The movement of the electron beam back to its initial position

between scan lines in a cathode-ray tube display

とありました(もろ無断転載!)。

■ 変圧器を使わないスイッチモードの電源において、

step-downをbuck(抵抗する),step-upをboost(もちあげる)と、

言うようですね。

つまり、input電圧よりVoが小さいものをbuck converter,大きいものを

boost connverterと呼んでいるみたいです。

合わせて、buck-boost converterと呼ぶみたいですね。

変圧器を使うと、flybackと呼ばれるみたいですね。

変圧器を使う理由はin-out間を絶縁したいからですね。

この場合、変圧器は「伝達」という役目ではなく、インダクタの役目

である、という意見もありますが、私はそう思えません。

1次側はTrでON-OFFし、矩形波電圧を作っています。これが

2次側に伝達されます。

The flyback converter is used in both AC/DC and DC/DC conversion

with galvanic isolation between the input and any outputs.

More precisely, the flyback converter is a buck-boost converter

with the inductor split to form a transformer,

so that the voltage ratios are multiplied with an additional

advantage of isolation. When driving for example a plasma lamp

or a voltage multiplier the rectifying diode of the buck-boost

converter is left out and the device is called

a flyback transformer.

A buck (step-down) converter followed by a boost (step-up)

converter ? The output voltage is of the same polarity

as the input, and can be lower or higher than the input.

Such a non-inverting buck-boost converter may use a single inductor

that is used as both the buck inductor and the boost inductor.