Laddning av kondensatorbank med flyback-omvandlare

Sammanfattning: Idag finns det flera olika topologier inom området AC-DC-omvandlare. Framför allt har flyback-omvandlaren blivit en populär topologi inom lågeffektapplikationer p.g.a. dess få komponenter och relativt enkla styrning som gör den kostnadseffektiv.I detta arbete har det undersökts vilka fördelar och nackdelar som finns med flybackomvandlaren för laddning av en kondensatorbank. Detta har utförts genom att bygga en prototyp som baseras på flyback-topologin och sedan jämföra prototypen med ett befintligt system som är baserad på en annan topologi. Jämförelsen tyngdpunkt låg på storlek,prestanda och kostnad.Laddningsförloppet simulerades i MatLab genom att omsätta ekvationer från en grundlig teoristudie till kod. Valet av varvtalskonfiguration baserades på de komponenter som fanns tillgängligt inom projektets ramar. Rapporten behandlar bara driftlägena BCM (Boundaryconducting mode) och DCM (Discontinuous conducting mode) då transformatorstorleken i detta projekt var begränsad. Styrkretsen anpassades utifrån dessa driftlägen och blev ytterligare förenklad genom att anta en konstant switchtid för PFC-kontroll. Två olika transformatorer byggdes med två olika lindningskonfigurationer, en ”stackad” och en”interleave”. Utvärderingen gjordes på ”stack”-transformatorn i prototypen. Parasiteffekterna var påtagliga vid transistorns avslag vilket visar att transformatorns läckinduktans är viktig att hålla låg. Det visade sig också att ingen snubber-krets behövdes då den valda transistorn och dioderna klarade av spänningsfallen över dem. Verkningsgraden uppgick till 89-91% för både 120- och 230 V nät, uppmätt med DC-matning.Flyback-omvandlaren har potential att ersätta den jämförda omvandlaren då kostnaden bedöms kunna bli lägre och med en högre verkningsgrad. Men det krävs en grundligare utredning då ingångsfiltret troligtvis måste dimensioneras om och en noggrannare mätning av laddningstiden måste utföras.