Több mérnök kollégától hallom a visszajelzést: nem foglalkozunk saját tápegységgel. A további kérdezősködés után általában két tipikus magyarázat szokott napvilágra kerülni:1. Nincs időnk rá és nincs is tapasztalatunk, túl sok időt venne igénybe a fejlesztés.
2. Csak kis és/vagy közepes sorozatokkal dolgozunk, nem lenne rentábilis egy ilyen fejlesztésbe fogni.

Valóban, ha felmérjük, egy klasszikus DC/DC tápegység fejlesztési kötségeit – idő, pénz és nem utolsósorban szaktudás, könnyen fentartásokkal élhetünk.
Az ELEKTROnet tavalyi számaiban több DC/DC-megoldás is terítékre terült Dr. Madarász László írásában, ott a moduloktól az alkatrész szintű megoldásig áttekintést kaphatunk a ma használatos megoldásokról. Ha mégis saját megoldással élnénk és a fenti kifogásokat meg akarjuk kerülni, érdemes flyback kapcsoláshoz folyamodnunk (ELEKTROnet 2007/5).

A flyback kapcsolás főbb jellemzői:
• kevés alkatrész
• névleges teljesítmény: max. 100 W-ig
• egyszerű felépítés
• akár több kimenet is könnyen megvalósítható
• kompromisszum a fejlesztés, alkatrészszám és a hatásfok között.

WE-FLEX transzformátorcsalád

A DC/DC konverterek kiválasztásánál a kapcsoló IC kiválasztása mellett a másik legkritikusabb kérdés a transzformátor kiválasztása. A WE-FLEX-család racionális megoldást jelenthet kis és közepes szériáknál, amikor egyedi tekercselésű transzformátor betervezésére nincs mód. Ennek a családnak minden tagja hat tekercset tartalmaz, amelyeket a szerelőlapon tetszés szerint huzalozhatunk. A 25 különböző típusból több mint 500 megoldás alakítható ki, kimagaslóan alacsony veszteséggel. A választékban rendelkezésre áll mind légmagos (flyback) és légmag nélküli típus (buck kapcsolások).

A család segítségével könnyen és gyorsan juthatnak a fejleszők mintához, de a szérigyártás is megoldott, hiszen raktári termékről van szó! A teljesítménytartomány, amelyet a család lefed, az 1 W-tól az 50 W-ig terjed, az alkalmazható kapcsolófrekvencia a gyakorlatban elterjedt tartományban, felső határa 1 MHz. Az üzemi hőmérséklet-tartomány –40-től +125 °C-ig terjed. Fontos tudni, hogy a transzformátorok csak 500 V-os izolációs feszültséggel készülnek, közvetlenül 230 V-os rendszerekben nem használhatóak! (1. ábra)

WE-FLEX Designer

Ha a kapcsolásunkat kialakíthatjuk flyback elrendezéssel, továbbá 50 W-nál nem nagyobb teljesítményre van szükségünk, akkor érdemes segítségül hívni a Würth Elektronik WE-FLEX Designer programját, amely segít választani a WE-FLEX transzformátorok választékából.
A programot a Würth Elektronik honlapjáról ingyen letölthetjük.
A letöltés és kicsomagolás után installálás nélkül már indíthatjuk is a legfrisebb 2.0-ás változatot.

A program a gyakorlatban segít kiválasztani – az adott input és output paraméterek legjobb megtartása közben –, hogy a raktári WE-FLEX-típusok közül melyikkel érdemes a kapcsolásunkat kipróbálni, ha esetleg több típus is szóba jöhet, a program igyekszik rangsort adni.
A programmal grafikusan beállíthatjuk a kapcsolási frekvenciát, a bemeneti feszültségtartományt, előírt kimeneti feszültséget és áramot, valamint ha szükség van rá, segédkimenetet is definiálhatunk. Ezzel a pár mozdulattal gyorsan egy elérhető transzformátortípust kapunk a szükséges tekercskonfigurálási leírással (a lehetséges hat tekercs hogyan legyen összehuzalozva). Továbbá sok hasznos kiegészítő információt is leolvashatunk az így kapott transzformátorral kapcsolatban: bemenő induktivitás, áram hullámosság, maximum áram, a szoftver segítségével lehetőség van finomhangolni a beállításokat, úgymint: hatékonyság, maximális kitöltési tényező stb. (2. ábra)
A legújabb 2.0-ás verzióban a megfelelő feszültség–idő ill. áram–idő karakterisztikákat is leolvashatjuk, gyorsan és szemléletesen modellezve a transzformátoron bekövetkező változásokat, pl. egy esetleges hatékonyságnövelés hatására. (3. ábra)

Sikeres méretezést!

További információ