Merhabalar. Bu yazıda flyback trafosu tasarımı ve hesaplamalarından bahsedeceğim.
Trafo hesabı yapmadan önce, önceki yazımda da bahsettiğim gibi devre tasarımını yapmalısınız. Frekans seçimine göre entegre datasheetindeki referans tasarım üzerinden yola çıkabilirsiniz. Giriş filtreleri, entegre beslemesi, geri besleme tasarımı, RS direnci, sunubber gibi önemli noktaları devrenize eklemelisiniz.
Trafo tasarımı için öncelikle sargı sayısına karar vermelisiniz. Primer ve sekonder ters kutuplu olmalı. Yardımcı sargıya ihtiyacınız var mı? Yardımcı sargı entegre beslemesi için kullanılıyor. Ya da devrenizde herhangi başka voltaja ihtiyacınız varsa bu sargı sayılarını arttırabilirsiniz.
Ardından bazı parametrelere karar vermelisiniz, bunlar;
- Maksimum AC giriş voltajı
- Minimum AC giriş voltajı
- Anahtarlama frekansı
- Verimlilik
- Çıkış Gücü
- Çıkış voltajı
Bu parametreleri belirledikten sonra giriş gücünü hesaplamalısınız.
- Giriş Gücü = Çıkış Gücü / Verimlilik
Ardından, maksimum ve minimum DC giriş voltajını hesaplamalısınız.
Minimum DC giriş voltajı üzerinden hesaplamalarımı yaparım çünkü minimum voltajda akım maksimum olur. Akım maksimum olarak düşünülürse, komponent seçimlerinde daha güvenli bir tasarım oluşturursunuz ve istenmeyen olası durumlardan kaçınılmış olursunuz.
Girişteki DC akım hesabını unutmamalısınız. Bu akım primer bölgede sizin ampermetre ile sürekli ölçtüğünüz akımdır. Bir periyot boyunca devrede olan akımdır.
- Giriş DC akım= Giriş gücü/Minimum giriş voltajı
Seçilen frekansa göre periyot hesabı yapmalısınız;
- 1/F=T
Flyback dönüşütürücüde DCM mod genellikle %40 duty cycle ile çalışır. Yani T süresinin %40’lık bölümü mosfetin kapalı olduğu süre, T süresinin %60’lık bölümü mosfetin açık olduğu süredir.
Periyodu hesapladıktan sonra Ton süresini hesaplamasınız. Ton süresi mosfetin kapalı olduğu süre, yani T sürenin %40’lık bölümünü içerir.
- Ton=T*0.4
Ardından Ipeak akımı hesabı yapmalısınız. Bu akım primer bölgede sadece Ton süresi boyunca dolanan akımdır. Ton süresinde trafonun primer sargısı bobin gibi davranır ve üzerinde lineer olarak akım indükler.
Şekilde primer üzerindeki akım ve zaman grafikleri gösterilmiştir. 1. grafik T süresi boyunca primerden akım akım, yani ampermetre ile sürekli ölçebileceğiniz akımdır. 2. grafik ise Ton zamanında, trafonun primer sargısı üzerinde lineer biçimde artan Ipeak akımıdır. Bu 2 grafikteki alan birbirine eşittir. Buradan Ipeak akımını hesaplayabilirsiniz.
Ipeak akımını hesapladıktan sonra, primer endüktans hesabını yapmalısınız. Bu endüktans değeri, primer sargıda yüksek direnç gösterir.
- Primer Endüktans=(Minimum giriş voltajı * Ton)/Ipeak
Daha sonra kullanacağınız nüveyi seçmelisiniz. Uygun nüveyi çıkış gücünüze göre seçmelisiniz. Aşağıdaki tabloda referans olarak nüve tipi ve alabileceğiniz güç değerleri eklenmiştir.
| Çıkış Gücü | Tavsiye edilen Nüve Tipi |
| 0-10W | EFD15 SEE16 EF16 EPC17 EE19 EFD20 |
| 10-20W | EE19 EPC19 EFD20 EI22 EFD25 EPC25 |
| 20-30W | EI25 EFD25 EPC25 EPC30 EFD30 ETD29 EER28 |
| 30-50W | EI28 EER28 ETD29 EFD30 EER35 |
| 50-70W | EER28 ETD34 EER35 ETD39 |
| 70-100W | ETD34 EER35 ETD39 EER40 |
Nüve seçiminden sonra sarım sayıları hesabına geçebiliriz. Her nüvenin datasheeti bulunmaktadır. Datasheetten seçilen nüvenin Ae değerini not almalısınız. Ae değeri manyetik alanın izlediği kesit alanıdır. BH eğrisinden trafonun lineer bölgede çalışabilmesi için gerekli olan β değeri genelde 0.2 alınır.
- Primer sarım sayısı= (Minimum giriş voltajı * Ton)/(β*Ae)
Mosfet açık olduğunda, yani mod 2de, trafonun girişinde ters voltaj oluşur. Bu voltaj çıkışı etkiler. Genelde hep minimum DC voltaj hesaba katılır. Çünkü güç kaynağı minimum voltajda bile çalışmalı.
Ters voltaj;
- Ton * Giriş voltajı= Toff * Ters Voltaj
Sekonder sarım sayısı hesabı;
- Primer Sarım sayısı/Sekonder sarım sayısı = Ters voltaj/ (Vout+Vd)
Vout, çıkıştan istediğiniz voltaj değeridir. Vd çıkıştaki diyot üzerine düşen gerilimdir.
Son olarak entegre beslemesi için yardımcı sargı hesabı;
- Sekonder sarım sayısı/ Yardımcı sargı sarım sayısı= (Vout+Vd)/(Va+Vda)
Va yardımcı sargıdan istediğiniz voltaj değeridir. Vda yardımcı sargıdaki diyot üzerine düşen gerilimdir.
Okuduğunuz için teşekkürler. İyi çalışmalar dilerim.