A visszacsatoló átalakítót úgy alakították ki, mint az elmúlt 70 év kapcsolóüzemű tápellátását, bármilyen típusú átalakítás végrehajtására, például váltakozó áramú DC-re és egyenáramról DC-re. A visszacsatolás megtervezése előnyt jelentett a televízió kommunikációs fejlesztésére a legkorábbi 1930-tól 1940-ig. Nemlineáris kapcsolási ellátási koncepciót használ. Az flyback transzformátor mágneses energiát tárol és anként működik induktor összehasonlítva egy nem visszacsatolt kialakítással. Ez a cikk a flyback átalakító működéséről és topológiájáról szól.
Mi az a Flyback Converter?
A flyback átalakítók olyan áramátalakítók, amelyek átalakítják az AC-t DC-re, a bemenetek és kimenetek közötti galvanikus leválasztással. Tárolja az energiát, amikor az áramkörön átfolyó áram, és felszabadítja az energiát, amikor az áramellátás megszűnik. Kölcsönösen kapcsolt induktivitást használt, és izolált kapcsoló átalakítóként működik a lépcsőzetes vagy fokozott feszültségű transzformátoroknál.
A bemeneti feszültségek széles tartományával képes szabályozni és szabályozni a többszörös kimeneti feszültségeket. Az alkatrészek A repülési átalakító megtervezéséhez szükséges néhány, összehasonlítva más kapcsolási módú áramellátási áramkörökkel. A flyback szót a tervezés során használt kapcsoló be / ki működésének nevezik.
Flyback Converter Design
A flyback átalakító kialakítása nagyon egyszerű és tartalmaz elektromos alkatrészek mint egy repülési transzformátor, kapcsoló, egyenirányító, szűrő és vezérlőeszköz a kapcsoló meghajtására és a szabályozás elérésére.
A kapcsolót az elsődleges áramkör be- és kikapcsolására használják, amely mágnesezheti vagy demagnetizálja a transzformátort. A vezérlő PWM jele vezérli a kapcsoló működését. A flyback transzformátorok többségében FET vagy MOSFET vagy egy alap tranzisztort használnak kapcsolóként.
Flyback Converter Design
Az egyenirányító egyenlíti a szekunder tekercs feszültségét, hogy pulzáló DC kimenetet kapjon, és leválasztja a terhelést a transzformátor szekunder tekercséről. A kondenzátor kiszűri az egyenirányító kimeneti feszültségét és növeli az egyenáramú kimeneti szintet a kívánt alkalmazásnak megfelelően.
A flyback transzformátort induktorként használják a mágneses energia tárolására. Két összekapcsolt induktorként van kialakítva, amely primer és szekunder tekercsként működik. Közel 50KHz magas frekvencián működik.
Tervezési számítások
Figyelembe kell venni a flyback konverter tervezési számítások a fordulatszám, az üzemi ciklus, valamint az elsődleges és másodlagos tekercsek áramai. Mivel a fordulási arány befolyásolhatja az elsődleges és a másodlagos tekercsen átáramló áramot, valamint az üzemi ciklust. Ha a fordulási arány magas, akkor az üzemi ciklus is megnő, és az elsődleges és a másodlagos tekercsen áthaladó áram csökken.
Mivel az áramkörben használt transzformátor egyedi típusú, manapság nem lehet tökéletes transzformátort beszerezni fordulatszám-aránnyal. Ennélfogva, ha a kívánt névleges transzformátort választja és közelebb van a szükséges névleges értékekhez, kompenzálhatja a feszültség és a kimenet különbségét.
A mérnököknek figyelembe kell venniük a többi paramétert, mint az alapanyag, a légrés hatását és a polarizációt.
Az alábbiakban a repülési átalakító tervezési számításait vesszük figyelembe a kapcsoló helyzetének figyelembevételével.
Amikor a kapcsoló BE van kapcsolva
Vin - VL - Vs = 0
Ideális állapotban Vs = 0 (feszültségesés)
Azután Vin - VL = 0
VL = Lp di / dt
di = (VL / Lp) x dt
Mivel VL = Vin
di = (Vin / Lp) x dt
Ha mindkét oldalon integrációt alkalmazunk, akkor
A primer tekercsnél áram van
Ipri = (Vin. / Lp) Ton
A primer tekercsben tárolt teljes energia:
Epri = ½ IprikétX Lp
Ahol Vin = bemeneti feszültség
Lp = a primer tekercs vagy az elsődleges induktivitás induktivitása.
Ton = az az időszak, amikor a kapcsoló BE van kapcsolva
Ha a kapcsoló KI van kapcsolva
VL (másodlagos) - VD - Vault = 0
A dióda feszültségesése ideális körülmények között nulla lesz
VL (másodlagos) - Vout = 0
VL (másodlagos) = Vout
VL = Ls di / dt
di = (VL másodlagos / Ls) / dt
Mivel VL másodlagos = Vout
Ennélfogva,
di = Vout / Ls) X dt
Az integráció alkalmazásával megkapjuk
Isec = (Vsec / Ls) (T - Ton)
A teljes átadott energiát a következőkben fejezzük ki
Esec = ½ [(Vsec / Ls). (T - hang)]két. Ls
Ahol Vsec = feszültség a szekunder tekercsben = teljes kimeneti feszültség a terhelésnél
Ls = a másodlagos tekercs induktivitása
T = pwm jelidő
Ton = bekapcsolási idő
A Flyback Converter / működési elv működése
A flyback átalakító működése a fenti ábra alapján érthető meg. A működési elv a kapcsolóüzemű tápegység (SMPS) módján alapszik.
Ha a kapcsoló BE állásban van, a bemenet és a terhelés között nincs energiaátadás. A teljes energia az áramkör primer tekercsében lesz tárolva. Itt a Vd = 0 leeresztő feszültség és az Ip áram áthalad a primer tekercsen. Az energiát a transzformátor mágneses induktivitása formájában tárolják, és az áram lineárisan növekszik az idővel. Ezután a dióda fordított torzításúvá válik, és áram nem áramlik a transzformátor szekunder tekercsébe, és a teljes energia a kimeneten használt kondenzátorban tárolódik.
Amikor a kapcsoló KI állásban van, az energiát a transzformátor tekercselésének polaritásának megváltoztatásával a mágneses tér miatti terhelésre továbbítják a terhelésre, és az egyenirányító áramkör megkezdi a feszültség kiegyenlítését. A mag teljes energiája átkerül a terhelésbe, és ez a folyamat addig folytatódik, amíg a mag energiája kimerül, vagy amíg a kapcsolót BE nem kapcsolják.
Flyback Converter topológia
A flyback átalakító topológiája alkalmazkodó, rugalmas, egyszerű, többnyire használt SMPS (kapcsoló üzemmódú tápegység) kialakítás, jó teljesítményjellemzőkkel, amely számos alkalmazás számára előnyt nyújt.
A flyback konverter topológia teljesítményjellemzőit az alábbiakban mutatjuk be.
Flyback topológia
A fenti hullámalakok a flyback transzformátor primer és szekunder tekercsének hirtelen átmeneteit és megfordulási áramait mutatják. A kimeneti feszültséget az elsődleges tekercs működési ciklusának be- és kikapcsolási műveleteinek beállításával lehet szabályozni. A bemenetet és a kimenetet a visszacsatolás vagy a transzformátor további tekercselésének segítségével izolálhatjuk
Flyback topológia SMPS
Az alábbiakban bemutatjuk a flyback topológia SMPS diagramjait.
A flyback topológia SMPS kialakításához kevesebb nem szükséges. Egy adott teljesítménytartományba tartozó komponensek közül, összehasonlítva más SMPS topológiákkal. Adott váltakozó áramú vagy egyenáramú forrás esetén működhet. Ha a bemenet a váltakozó áramú forrásból származik, akkor a kimeneti feszültség teljesen kiigazul. Itt a MOSFET-t SMPS-ként használják.
Az SMPS flyback topológia működése teljesen a kapcsoló, azaz a MOSFET helyzetén alapul.
Flyback topológia SMPS
Folyamatos vagy szüneteltetett üzemmódban működhet a kapcsoló vagy FET pozíciója alapján. A megszűnt modellben a szekunder tekercsben az áram nulla lesz, mielőtt a kapcsolót bekapcsolják. Folyamatos üzemmódban a szekunder áram nem lesz nulla.
A kapcsoló kikapcsolt állapotában a transzformátor szivárgási induktivitásában tárolt energia átfolyik a primer tekercsen, és elnyeli a bemeneti szorító áramkör vagy a snubber áramkör. A snubber áramkör feladata, hogy megvédje a kapcsolót a magas induktív feszültségektől. A kapcsoló be- és kikapcsolása során áramkimaradás lép fel.
SMPS Flyback transzformátor tervezés
Az SMPS flyback transzformátor kialakítása népszerűbb, mint a normál tápegység, alacsony költsége, hatékonysága és egyszerű kialakítása miatt. Elkülöníti a transzformátor primer és szekunder tekercselését több bemenethez, és több kimeneti feszültséget biztosít, amelyek lehetnek pozitívak vagy negatívak.
Az alábbiakban látható az SMPS repülési transzformátor alapvető kialakítása a kapcsoló be- és kikapcsolásakor. Szigetelt áramátalakítóként is használják. A tervezés során használt repülési transzformátor primer és szekunder tekercset tartalmaz, elektromosan elválasztva, hogy elkerüljék az átmeneti kapcsolást, a földhurokokat, és rugalmasságot biztosít.
A transzformátor kapcsolója BE van kapcsolva
Az SMPS flyback transzformátor-tervezés előnye van a hagyományos transzformátor-kialakítással szemben. Itt az áram nem folyik át az elsődleges és a másodlagos tekercsen egyszerre, mert a tekercselés fázisa megfordul, ahogy a fenti ábra mutatja.
A transzformátor kapcsolója KI van kapcsolva
Az energiát mágneses mező formájában tárolja az elsődleges tekercselésben egy bizonyos ideig, és átkerül az elsődleges tekercsbe. A maximális kimeneti terhelési feszültség, az üzemi tartományok, a bemeneti és a kimeneti feszültségtartományok, az áramellátási képesség és a visszacsatolási ciklusok jellemzői az SMPS flyback transzformátor tervezésének fontos paraméterei.
Alkalmazások
Az flyback átalakító alkalmazások vannak,
- Használt televíziókészülékekben és kis teljesítményű, akár 250 W-os egységekben
- Készenléti állapotban használt tápegységekben, elektronikus egységekben (alacsony fogyasztású kapcsoló üzemmódban)
- Mobiltelefonokban és mobil töltőkben használják
- Nagyfeszültségű kellékekben használják, például televízióban, CRT-kben, lézerekben, elemlámpákban és másolóeszközökben stb.
- Több bemeneti-kimeneti tápegységben használják
- Elszigetelt kapuhajtó áramkörökben használják.
Így erről van szó a flyback átalakító áttekintése - tervezés, működési elv, működés, topológia, SMPS flyback transzformátor tervezés, topológia, SMPS topológia tervezés és alkalmazások. Itt egy kérdés az Ön számára: „Milyen előnyei vannak a flyback átalakítónak? „
