Pretvornik flyback je zasnovan kot napajalnik v stikalnem načinu v zadnjih 70 letih za izvedbo kakršne koli vrste pretvorbe, kot je AC v DC in DC v DC. Zasnova flybacka je dala prednost razvoju televizije za komunikacijo v zgodnjih tridesetih do štiridesetih letih prejšnjega stoletja. Uporablja koncept nelinearnega stikalnega napajanja. The povratni transformator shranjuje magnetno energijo in deluje kot induktor v primerjavi z zasnovo, ki ne leti nazaj. Ta članek govori o delu povratnega pretvornika in njegovi topologiji.
Kaj je Flyback Converter?
Flyback pretvorniki so opredeljeni kot pretvorniki moči, ki pretvorijo AC v DC z galvansko izolacijo med vhodi in izhodi. Shrani energijo, ko tok teče skozi vezje, in sprosti energijo, ko se odstrani moč. Uporabljal je medsebojno sklopljen induktor in deluje kot izoliran preklopni pretvornik za navzdol ali povišane napetostne transformatorje.
Lahko nadzoruje in uravnava več izhodnih napetosti s širokim razponom vhodnih napetosti. The sestavnih delov za načrtovanje povratnega pretvornika je nekaj, če ga primerjamo z drugimi napajalnimi vezji v preklopnem načinu. Beseda flyback se imenuje vklop / izklop stikala, uporabljenega pri zasnovi.
Flyback Converter Design
Zasnova pretvornika flyback je zelo preprosta in vsebuje električne komponente kot povratni transformator, stikalo, usmernik, filter in krmilna naprava za pogon stikala in doseganje regulacije.
Stikalo se uporablja za vklop in izklop primarnega kroga, ki lahko magnetizira ali razmagneti transformator. Signal PWM iz krmilnika nadzoruje delovanje stikala. V večini izvedb povratnih transformatorjev se kot stikalo uporablja FET ali MOSFET ali osnovni tranzistor.
Flyback Converter Design
Usmernik popravi napetost sekundarnega navitja, da dobi pulzirajoč enosmerni izhod, in odklopi obremenitev od sekundarnega navitja transformatorja. Kondenzator filtrira izhodno napetost usmernika in poveča enosmerni izhodni nivo glede na želeno aplikacijo.
Povratni transformator se uporablja kot induktor za shranjevanje magnetne energije. Zasnovan je kot dvoslojni induktor, ki deluje kot primarni in sekundarni navit. Deluje pri visokih frekvencah skoraj 50KHz.
Načrtovalni izračuni
Upoštevati je treba izračuni zasnove pretvornika flyback razmerja zavojev, obratovalnega cikla in tokov primarnega in sekundarnega navitja. Ker lahko razmerje zavojev vpliva na tok, ki teče skozi primarni in sekundarni navit, pa tudi na obratovalni cikel. Ko je razmerje obratov visoko, postane delovni cikel tudi visok in tok, ki prehaja skozi primarni in sekundarni navit, se zmanjša.
Ker je transformator, ki se uporablja v vezju, po meri, danes ni mogoče dobiti popolnega transformatorja z razmerjem obratov. Z izbiro transformatorja z želeno nazivno vrednostjo in bližje zahtevanim nazivnim vrednostim lahko kompenziramo razliko v napetosti in izhodu.
Drugi parametri, kot so material jedra, učinek zračne reže in polarizacija, bi morali upoštevati inženirji.
Izračuni zasnove povratnega pretvornika z upoštevanjem položaja stikala so obravnavani spodaj.
Ko je stikalo vklopljeno
Vin - VL - Vs = 0
V idealnem stanju je Vs = 0 (padec napetosti)
Potem Vin - VL = 0
VL = Lp di / dt
di = (VL / Lp) x dt
Od VL = Vin
di = (Vin / Lp) x dt
Z uporabo integracije na obeh straneh dobimo,
Tok na primarnem navitju je
Ipri = (Vin. / Lp) Tona
Skupna energija, shranjena v primarnem navitju, je,
Epri = ½ IpridvaX Lp
Kjer je Vin = vhodna napetost
Lp = induktivnost primarnega navitja ali primarna induktivnost.
Ton = obdobje, ko je stikalo vklopljeno
Ko je stikalo izklopljeno
VL (sekundarno) - VD - Trezor = 0
Padec napetosti diode bo v idealnem stanju enak nič
VL (sekundarno) - Vout = 0
VL (sekundarno) = Vout
VL = Ls di / dt
di = (VL sekundarno / Ls) / dt
Ker je VL sekundarno = Vout
Torej,
di = Vout / Ls) X dt
Z uporabo integracije dobimo
Isec = (Vsec/Ls) (T – Ton)
Skupna prenesena energija je izražena kot
Esec = ½[(Vsec/Ls) . (T – Ton) ]dva. Ls
Kjer je Vsec = napetost v sekundarnem navitju = skupna izhodna napetost pri obremenitvi
Ls = induktivnost sekundarnega navitja
T = obdobje signala pwm
Ton = čas vklopa
Delovanje pretvornika Flyback / Delovno načelo
Delovanje pretvornika flyback je razbrati iz zgornjega diagrama. Načelo dela temelji na načinu napajanja s stikalom (SMPS).
Ko je stikalo v položaju VKLOP, med vhodom in obremenitvijo ni prenosa energije. Celotna energija bo shranjena v primarnem navitju vezja. Tu je odtočna napetost Vd = 0 in tok Ip prehaja skozi primarno navitje. Energija je shranjena v obliki magnetne induktivnosti transformatorja in tok se s časom linearno povečuje. Nato dioda postane obratno pristranska in tok ne teče na sekundarno navitje transformatorja, celotna energija pa se shrani v kondenzatorju, ki se uporablja na izhodu.
Ko je stikalo v položaju IZKLOP, se energija prenese na obremenitev s spreminjanjem polarnosti navitij transformatorja zaradi magnetnega polja in usmernik vezja začne usmerjati napetost. Celotna energija v jedru se bo prenesla v obremenitev, popravila se bo postopek nadaljeval, dokler se energija v jedru ne izprazni ali dokler stikala ne vklopite.
Topologija pretvornika letenja
Topologija pretvornika flyback je prilagodljiva, prilagodljiva, enostavna, večinoma uporabljena zasnova SMPS (napajalnik v stikalnem načinu) z dobrimi zmogljivostnimi lastnostmi, ki daje prednost številnim aplikacijam.
Značilnosti delovanja topologije pretvornika povratnih tokov so prikazane spodaj.
Topologija povratnega leta
Zgornje valovne oblike prikazujejo nenadne prehode in obratne tokove primarnega in sekundarnega navitja povratnega transformatorja. Izhodna napetost bo regulirana s prilagajanjem vklopnih / izklopnih dejanj delovnega cikla primarnega navitja. Vhod in izhod lahko ločimo z uporabo povratne informacije ali z dodatnim navitjem na transformatorju
Topologija povratnega leta SMPS
Diagrami SMPS topologije povratnega toka so prikazani spodaj.
Zasnova SMPS za povratno topologijo zahteva manj. Komponent za dani obseg moči v primerjavi z drugimi topologijami SMPS. Lahko deluje pri določenem izmeničnem ali enosmernem viru. Če vhod vzamemo iz izmeničnega vira, bi bila izhodna napetost v celoti odpravljena. Tu se MOSFET uporablja kot SMPS.
Delovanje topologije povratnega prenosa SMPS v celoti temelji na položaju stikala, tj. MOSFET.
Topologija povratnega leta SMPS
Deluje lahko v neprekinjenem ali prekinjenem načinu glede na položaj stikala ali FET. V ukinjenem modelu postane tok v sekundarnem navitju nič pred vklopom stikala. V neprekinjenem načinu tok v sekundaru ne postane nič.
Ko je stikalo IZKLOPLJENO, energija, shranjena v induktivnosti uhajanja transformatorja, teče skozi primarno navitje in jo absorbira vezje vhodne objemke ali snuber vezje. Vloga snubber vezja je zaščititi stikalo pred visokimi induktivnimi napetostmi. Med prehodi VKLOP in IZKLOP stikala bo prišlo do izgube moči.
SMPS Flyback transformatorski dizajn
Zasnova letečega transformatorja SMPS je zaradi svoje nizke cene, učinkovitosti in enostavne zasnove bolj priljubljena od običajnih oblik napajanja. Izolira primarni in sekundarni navit transformatorja za dane več vhodov in zagotavlja več izhodnih napetosti, ki so lahko pozitivne ali negativne.
Osnovna zasnova SMPS povratnega transformatorja, ko je stikalo vklopljeno in izklopljeno, je prikazana spodaj. Uporablja se tudi kot izolirani pretvornik moči. Povratni transformator, uporabljen v zasnovi, vsebuje primarni in sekundarni navit, ločen električno, da se prepreči prehodna sklopka, ozemljitvene zanke in zagotavlja prožnost.
Stikalo transformatorja je vklopljeno
Uporaba zasnove SMPS povratnega transformatorja ima prednost pred običajnimi izvedbami transformatorjev. Tu tok trenutno ne teče skozi primarno in sekundarno navitje hkrati, ker se faza navijanja obrne, kot je prikazano na zgornji sliki.
Stikalo transformatorja je IZKLOPLJENO
Za določen čas v primarnem navitju shrani energijo v obliki magnetnega polja in jo prenese v primarno navitje. Največja napetost izhodne obremenitve, delovna območja, območja vhodne in izhodne napetosti, zmožnost oddajanja moči in značilnosti povratnih ciklov so pomembni parametri pri zasnovi povratnega transformatorja SMPS.
Aplikacije
The aplikacije pretvornika flyback so,
- Uporablja se v televizijskih sprejemnikih in v napravah z nizko močjo do 250 W
- Uporablja se v napajanju Stand by v elektronskih računalnikih (način stikala z nizko porabo)
- Uporablja se v mobilnih telefonih in mobilnih polnilcih
- Uporablja se v visokonapetostnih napajalnikih, kot so televizija, CRT-ji, laserji, svetilke in naprave za kopiranje itd.
- Uporablja se v več vhodno-izhodnih napajalnikih
- Uporablja se v izoliranih pogonskih vezjih vrat.
Tu gre torej za to pregled povratnega pretvornika - načrtovanje, princip delovanja, delovanje, topologija, zasnova povratnega transformatorja SMPS, topologija, načrtovanje SMPS topologije in aplikacije. Tukaj je vprašanje za vas: »Kakšne so prednosti povratnega pretvornika? “
