Diseño de un convertidor AC-DC tipo Flyback para la carga de equipos electrónicos mediante USB

Abstract

[ES] Este trabajo final de grado consiste en el diseño de un convertidor AC/DC tipo Flyback trabajando en conducción discontinua. La función del convertidor es la de realizar la carga de equipos electrónicos de baja potencia con bajo coste y rendimiento óptimo. Para la carga de estos equipos el convertidor dispondrá de una salida USB, la más utilizada en la actualidad para este tipo de cargadores. Este convertidor presentará la peculiaridad de realizar el control, tanto de la tensión como de la corriente, en el devanado auxiliar. De esta manera no resulta necesaria la utilización de un optoacoplador, haciendo que el coste total del convertidor sea más bajo. Otra de las características del convertidor es el tipo de conmutación del MOSFET. Éstase realizará aprovechando la resonancia entre la inductancia de fugas del transformador y la capacidad parásita del MOSFET, lo que se conoce como “valley-switching”. Esto hace que las pérdidas por conmutación sean más bajas.

[EN] This final degree project consists of the design of a Flyback AC/DC converter working in discontinuous conduction mode. The function of the converter is to charge low-powerelectronic equipment with low cost and optimal performance. The converter will have a USB output, currently the most used for this type of chargers.This converter will present the peculiarity of carrying out the control, both of the voltage and of the current, in the auxiliary winding. In this way it is not necessary to use an optocoupler, making the total cost of the converter lower. Another characteristic of the converter is the type of switching of the MOSFET. This will be done by taking advantage of the resonance between the leakage inductance of the transformer and the parasitic capacity of the MOSFET, which is known as “valley-switching”. This makes switching losses lower.

[CA] Aquest treball final de grau consisteix en el disseny d’ un convertidor AC/DC tipus Flyback treballant en conducció discontinua. La funció del convertidor és la de realitzar la carrega d’ equips electrònics de baixa potència amb baix cost i rendiment òptim. Per a la carrega d’ aquests equips el convertidor disposarà d’ una eixida USB, la més utilitzada en l’ actualitat per a aquest tipus de carregadors. Aquest convertidor presentarà la peculiaritat de realitzar el control, tant de la tensió com del corrent, en el debanament auxiliar. D’ aquesta manera no resulta necessària la utilització d’ un optoacoblador, fent que el cost total del convertidor siga més baix. Una altra de les característiques del convertidor és el tipus de commutació del MOSFET. Aquesta és realitzarà aprofitant la ressonància entre la inductància de fuites del transformador y la capacitat paràsita del MOSFET, el que es coneix com “valley-switching”. Això fa que les pèrdues per commutació siguen reduïdes.