El diseño de fuentes de alimentación fuera de línea implica muchos aspectos de la ingeniería eléctrica, incluidos los circuitos analógicos y digitales, las características de los dispositivos de alimentación bipolares y MOS, el magnetismo, las consideraciones térmicas, los requisitos de seguridad y la estabilidad del bucle de control. Este es un gran desafío con compensaciones complejas. Utilice una gran cantidad de variables de diseño. Como resultado, el desarrollo de nuevas fuentes de alimentación fuera de línea ha sido tedioso y lento, incluso para los expertos en la materia. Esta nota de aplicación presenta una metodología simple pero altamente eficiente para diseñar una fuente de alimentación fuera de línea basada en la familia TOPSwitch-GX. Para diseños flyback TOPSwitch-GX, Power Integrations recomienda utilizar PI Expert para implementar esta metodología de diseño. También incluye una base de conocimientos y capacidades de optimización para tomar decisiones de diseño críticas, lo que reduce aún más el tiempo de diseño.
prólogo
El diseño de la fuente de alimentación conmutada es inherentemente un proceso iterativo, que requiere el ajuste de muchas variables para optimizar el diseño. La metodología de diseño descrita en este documento consta de dos secciones principales: un diagrama de flujo de diseño y un procedimiento de diseño paso a paso. El diagrama de flujo muestra la secuencia de diseño a nivel conceptual para el diseño de la fuente de alimentación flyback TOPSwitch-GX. Las instrucciones paso a paso detallan cada paso del diagrama de flujo de diseño, incluidas las pautas de diseño empírico y las tablas de búsqueda. Todas las ecuaciones y pautas importantes se proporcionan siempre que sea posible para ayudar a los lectores a comprender mejor u optimizar aún más.
Configuración básica del circuito
El alto grado de integración de TOPSwitch-GX resuelve muchos problemas de diseño de fuente de alimentación dentro del chip. Todas las aplicaciones obtienen una configuración de circuito común porque hay muchos menos problemas externos con los que lidiar. Diferentes niveles de potencia de salida pueden requerir diferentes valores para algunos componentes del circuito, pero la configuración del circuito no cambia. TOPSwitch-GX es una familia de productos rica en funciones. Las características avanzadas como bajo voltaje, sobrevoltaje, I LIMIT externo, avance de línea y encendido/apagado remoto se implementan fácilmente con componentes externos mínimos, pero requieren consideraciones de diseño adicionales. Otros problemas específicos de la aplicación, como la corriente constante, la salida de potencia constante, etc., están fuera del alcance de esta nota de aplicación. Sin embargo, tales requisitos se pueden cumplir agregando circuitos adicionales a la configuración básica del convertidor. La única parte de la configuración del circuito que puede cambiar de una aplicación a otra es el circuito de retroalimentación. Según las especificaciones de salida de la fuente de alimentación, se selecciona uno de los cuatro circuitos de retroalimentación que se muestran en las Figuras 3, 4, 5 y 6 para la aplicación.
La figura 1 muestra la configuración básica del circuito utilizada en la fuente de alimentación flyback TOPSwitch-GX. También sirve como circuito de referencia para la identificación de componentes utilizados en esta nota de aplicación.