Flyback pārveidotājs ir veidots tāpat kā slēdža režīma barošanas avots pēdējos 70 gados, lai veiktu jebkāda veida pārveidošanu, piemēram, maiņstrāvu līdz līdzstrāvai un līdzstrāvu līdz līdzstrāvai. Flyback dizains deva priekšrocības attīstīt televīziju saziņai agrākajā 1930. līdz 1940. gadā. Tas izmanto nelineāru komutācijas piegādes koncepciju. The lidojuma transformators uzglabā magnētisko enerģiju un darbojas kā induktors salīdzinot ar bezlidojuma dizainu. Šis raksts ir par to, kā darbojas flyback pārveidotājs, un tā topoloģiju.
Kas ir Flyback Converter?
Flyback pārveidotāji ir definēti kā strāvas pārveidotāji, kas pārveido maiņstrāvu par līdzstrāvu ar galvanisku izolāciju starp ieejām un izejām. Tas uzkrāj enerģiju, kad strāva plūst caur ķēdi, un atbrīvo enerģiju, kad strāva tiek noņemta. Tas izmantoja savstarpēji savienotu induktoru un darbojas kā izolēts komutācijas pārveidotājs pakāpiena pazemināšanas vai pakāpeniska sprieguma transformatoriem.
Tas var kontrolēt un regulēt vairākus izejas spriegumus ar plašu ieejas spriegumu diapazonu. The komponentiem kas nepieciešami, lai izstrādātu lidojuma pārveidotāju, ir maz, salīdzinot ar citām komutācijas režīma barošanas ķēdēm. Vārds flyback tiek saukts par projektā izmantotā slēdža ieslēgšanas / izslēgšanas darbību.
Flyback pārveidotāja dizains
Flyback pārveidotāja dizains ir ļoti vienkāršs un satur elektriskās sastāvdaļas piemēram, lidojuma transformators, slēdzis, taisngriezis, filtrs un vadības ierīce, lai vadītu slēdzi un panāktu regulēšanu.
Slēdzis tiek izmantots, lai ieslēgtu un izslēgtu primāro ķēdi, kas var magnetizēt vai demagnetizēt transformatoru. PWM signāls no kontrollera kontrolē slēdža darbību. Lielākajā daļā Flyback transformatoru konstrukciju kā slēdzi izmanto FET vai MOSFET vai pamata tranzistoru.
Flyback pārveidotāja dizains
Taisngriezis izlīdzina sekundārā tinuma spriegumu, lai iegūtu pulsējošu līdzstrāvas izeju, un atvieno slodzi no transformatora sekundārā tinuma. Kondensators filtrē taisngrieža izejas spriegumu un palielina līdzstrāvas izejas līmeni atbilstoši vēlamajam pielietojumam.
Flyback transformators tiek izmantots kā induktors magnētiskās enerģijas uzkrāšanai. Tas ir veidots kā divi savienoti induktori, kas darbojas kā primārā un sekundārā tinums. Tas darbojas augstās gandrīz 50KHz frekvencēs.
Dizaina aprēķini
Ir jāņem vērā flyback converter projektēšanas aprēķini no pagriezienu attiecības, darba cikla un primāro un sekundāro tinumu strāvām. Tā kā pagriezienu attiecība var ietekmēt strāvu, kas plūst caur primāro un sekundāro tinumu, kā arī darba ciklu. Kad pagrieziena attiecība ir augsta, tad arī darba cikls kļūst augsts, un strāva, kas iet caur primāro un sekundāro tinumu, samazinās.
Tā kā ķēdē izmantotais transformators ir pielāgots veids, mūsdienās nav iespējams iegūt perfektu transformatoru ar pagriezienu attiecību. Tādējādi, izvēloties transformatoru ar vēlamajiem rādītājiem un tuvāk vajadzīgajiem, tas varētu kompensēt sprieguma un izejas atšķirību.
Inženieriem jāņem vērā citi parametri, piemēram, pamatmateriāls, gaisa spraugas ietekme un polarizācija.
Flyback pārveidotāja konstrukcijas aprēķini, ņemot vērā slēdža pozīciju, ir aplūkoti turpmāk.
Kad slēdzis ir ieslēgts
Vins - VL - Vs = 0
Ideālā stāvoklī Vs = 0 (sprieguma kritums)
Tad Vins - VL = 0
VL = Lp di / dt
di = (VL / Lp) x dt
Kopš VL = Vins
di = (Vin / Lp) x dt
Piemērojot integrāciju abās pusēs, mēs iegūstam
Strāva pie primārā tinuma ir
Ipri = (Vin. / Lp) Tonna
Primārajā tinumā uzkrātā kopējā enerģija ir
Epri = ½ IpridiviX Lp
Kur Vin = ieejas spriegums
Lp = primārā tinuma induktivitāte vai primārā induktivitāte.
Ton = periods, kad slēdzis ir ieslēgts
Kad slēdzis ir izslēgts
VL (sekundārais) - VD - velvējums = 0
Ideālā stāvoklī diodes sprieguma kritums būs nulle
VL (sekundārais) - Vout = 0
VL (sekundārais) = Vout
VL = Ls di / dt
di = (VL sekundārais / Ls) / dt
Tā kā VL sekundārs = Vout
Tādējādi
di = Vout / Ls) X dt
Izmantojot integrāciju, mēs iegūstam
Isec = (Vsec / Ls) (T - tonna)
Kopējo nodoto enerģiju izsaka kā
Esec = ½ [(Vsec / Ls). (T - tonis)]divi. Ls
Kur Vsec = spriegums sekundārajā tinumā = kopējais izejas spriegums pie slodzes
Ls = sekundārā tinuma induktivitāte
T = pwm signāla periods
Ton = ieslēgšanas laiks
Flyback pārveidotāja / darba principa darbība
Flyback pārveidotāja darbību var saprast no iepriekš minētās diagrammas. Darba princips ir balstīts uz slēdža režīma barošanas (SMPS) režīmu.
Kad slēdzis ir ON stāvoklī, starp ieeju un slodzi nenotiek enerģijas pārnese. Kopējā enerģija tiks uzkrāta ķēdes primārajā tinumā. Šeit iztukšošanas spriegums Vd = 0, un strāva Ip iet caur primāro tinumu. Enerģija tiek uzkrāta transformatora magnētiskās induktivitātes formā, un strāva ar laiku lineāri palielinās. Tad diode kļūst pretēja, un strāva neplūst uz transformatora sekundāro tinumu, un kopējā enerģija tiek uzglabāta izejā izmantotajā kondensatorā.
Kad slēdzis ir OFF stāvoklī, enerģija tiek pārnesta uz slodzi, mainot transformatora tinumu polaritāti magnētiskā lauka dēļ, un taisngrieža ķēde sāk izlīdzināt spriegumu. Kopējā enerģija kodolā tiks pārnesta uz slodzi, tiks izlabota, un process tiks turpināts, līdz enerģija serdenī būs iztukšota vai līdz ieslēgs slēdzis.
Flyback Converter topoloģija
Flyback pārveidotāja topoloģija ir pielāgojama, elastīga, vienkārša lielākoties izmantotā SMPS (komutatora režīma barošanas avota) konstrukcija ar labām veiktspējas īpašībām, kas dod priekšrocības daudzām lietojumprogrammām.
Flyback pārveidotāja topoloģijas veiktspējas raksturojums ir parādīts zemāk.
Flyback topoloģija
Iepriekš minētās viļņu formas parāda pieplūdes transformatora primārā un sekundārā tinuma pēkšņas pārejas un maiņas strāvas. Izejas spriegumu regulēs, pielāgojot primārā tinuma darba cikla ieslēgšanas / izslēgšanas darbības. Mēs varam izolēt ieeju un izeju, izmantojot atgriezenisko saiti vai izmantojot transformatora papildu tinumu
Flyback topoloģija SMPS
Flyback topoloģijas SMPS diagrammas ir parādītas zemāk.
Flyback topoloģijas SMPS dizains prasa mazāk nē. No noteiktā jaudas diapazona komponentiem, salīdzinot ar citām SMPS topoloģijām. Tas var darboties noteiktam maiņstrāvas vai līdzstrāvas avotam. Ja ieeja tiek ņemta no maiņstrāvas avota, tad izejas spriegums būtu pilnībā izlīdzināts. Šeit MOSFET tiek izmantots kā SMPS.
SMPS flyback topoloģijas darbība ir pilnībā balstīta uz slēdža pozīciju, ti, MOSFET.
Flyback topoloģija SMPS
Tas var darboties nepārtrauktā vai pārtrauktajā režīmā, pamatojoties uz slēdža vai FET stāvokli. Pārtrauktajā modelī strāva sekundārajā tinumā pirms nulles ieslēgšanas kļūst nulle. Nepārtrauktā režīmā sekundārā strāva nekļūst par nulli.
Kad slēdzis ir izslēgts, transformatora noplūdes induktivitātē uzkrātā enerģija plūst caur primāro tinumu, un to absorbē ieejas skavas ķēde vai ķēdes ķēde. Snubber ķēdes uzdevums ir aizsargāt slēdzi no augsta induktīvā sprieguma. Slēdža ieslēgšanas un izslēgšanas pārejas laikā tiks iztukšota enerģija.
SMPS Flyback transformatoru dizains
SMPS flyback transformatoru dizains ir populārāks par parastajiem barošanas avotiem, jo tas ir zemu izmaksu, efektivitātes un vienkārša dizaina dēļ. Tas izolē transformatora primāro un sekundāro tinumu vairākām ieejām un nodrošina vairākus izejas spriegumus, kas var būt pozitīvi vai negatīvi.
Galvenais SMPS lidojuma transformatora dizains, kad slēdzis ir ieslēgts un izslēgts, ir parādīts zemāk. To lieto arī kā izolētu strāvas pārveidotāju. Projektā izmantotais lidojošais transformators satur primāro un sekundāro tinumu, kas atdalīts elektriski, lai izvairītos no pārejošas sakabes, zemējuma cilpām, un nodrošina elastību.
Transformatora slēdzis ir IESLĒGTS
SMPS flyback transformatoru konstrukcijas izmantošanai ir priekšrocība salīdzinājumā ar parasto transformatoru dizainu. Šeit strāva vienlaikus neplūst caur primāro un sekundāro tinumu, jo tinuma fāze tiek mainīta, kā parādīts iepriekš redzamajā attēlā.
Transformatora slēdzis ir izslēgts
Tas uz noteiktu laiku uzglabā enerģiju primārā tinumā magnētiskā lauka veidā un pāriet uz primāro tinumu. Maksimālais izejas slodzes spriegums, darbības diapazoni, ieejas un izejas sprieguma diapazoni, jaudas padeves spēja un pārlidošanas ciklu raksturlielumi ir svarīgi parametri SMPS flyback transformatoru konstrukcijā.
Pieteikumi
The flyback pārveidotāju lietojumprogrammas ir,
- Izmanto televizoros un datoros ar mazu jaudu līdz 250W
- Izmanto gaidīšanas režīmā esošajos barošanas avotos elektroniskos datoros (mazjaudas slēdža režīmā)
- Izmanto mobilajos tālruņos un mobilajos lādētājos
- Izmanto augstsprieguma piegādēs, piemēram, televīzijā, kineskopos, lāzeros, lukturīšos un kopēšanas ierīcēs utt.
- Izmanto vairākos ieejas-izejas barošanas avotos
- Izmanto izolētās vārtu piedziņas ķēdēs.
Tādējādi tas ir viss pārskats par flyback pārveidotāju - dizains, darbības princips, darbība, topoloģija, SMPS atgriezeniskā transformatora dizains, topoloģija, SMPS topoloģijas dizains un lietojumprogrammas. Šeit ir jautājums jums: “Kādas ir flyback pārveidotāja priekšrocības? “
