Flyback-Wandler werden in Stromversorgungsanwendungen häufig verwendet, um Gleichspannung effizient umzuwandeln. Das Verständnis, wie man die Ausgangsspannung und den Strom berechnet, ist für das Entwerfen und Analysieren dieser Schaltungen unerlässlich. Dieser Artikel bietet eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, um diese Berechnungen genau durchzuführen.

Grundprinzipien von Flyback Convertern

Ein Sperrwandler speichert während der Einschaltperiode des Schalters Energie in einem Magnetfeld und gibt sie während der Ausschaltperiode an die Last ab. Zu den wichtigsten Parametern gehören die Eingangsspannung, das Windungsverhältnis des Transformators und das Schaltzyklus.

Berechnung der Ausgangsspannung

Die Ausgangsspannung in einem Sperrwandler kann mit Hilfe des Transformatorwindungsverhältnisses und der Eingangsspannung geschätzt werden.

Vout = Vin × (Nsecondary / Nprimary × (1 / (1 - D)))

Wobei:

  • Vout: Ausgangsspannung
  • Vin: Eingangsspannung
  • Nsecondary: Anzahl der Windungen auf der Sekundärspule
  • Nprimär
  • D: Duty Cycle (Verhältnis von ON-Zeit zu Gesamtwechselperiode)

Berechnung des Ausgangsstroms

Der Ausgangsstrom hängt von der Last und der übertragenen Energie während jedes Schaltzyklus ab. Der mittlere Ausgangsstrom kann durch folgende Näherungswerte ermittelt werden:

Iout = (Vin × D × T) / (L[mag × (1 - D))

Wobei:

  • Iout: Ausgabestrom
  • T: Wechselzeit
  • Lmag: Magnetisierende Induktivität

Zusammenfassung

Die Berechnung der Ausgangsspannung und des Stroms in einem Flyback-Konverter beinhaltet das Verständnis des Transformators Umdrehungsverhältnis, des Tastverhältnisses und der Schaltkreisparameter.