Flyback конверторът е проектиран като захранване в режим на превключване от последните 70 години за извършване на всякакъв вид преобразуване като AC в DC и DC в DC. Дизайнът на flyback дава предимството да се разработи телевизията за комуникация в най-ранните 30-те до 40-те години. Той използва концепция за нелинейно импулсно захранване. The летящ трансформатор съхранява магнитна енергия и действа като индуктор в сравнение с нелетящ дизайн. Тази статия е посветена на работещия преобразувател и обратната му топология.

Какво е Flyback Converter?

Flyback преобразувателите се определят като преобразуватели на мощност, които преобразуват AC в DC с галванична изолация между входовете и изходите. Той съхранява енергията, когато токът протича през веригата и освобождава енергията, когато захранването бъде премахнато. Той използва взаимно свързан индуктор и действа като изолиран превключващ преобразувател за понижаващи или повишаващи трансформатори на напрежение.

Той може да контролира и регулира множество изходни напрежения с широк диапазон от входни напрежения. The компоненти необходими за проектиране на обратен преобразувател е няколко в сравнение с други схеми за захранване в режим на превключване. Думата flyback се нарича действие на включване / изключване на превключвателя, използван в дизайна.

Дизайн на Flyback Converter

Дизайнът на обратния преобразувател е много прост и съдържа електрически компоненти като обратен трансформатор, превключвател, токоизправител, филтър и контролно устройство за задвижване на превключвателя и постигане на регулиране.

Превключвателят се използва за включване и изключване на първичната верига, която може да намагнетизира или размагнити трансформатора. ШИМ сигналът от контролера контролира работата на превключвателя. В повечето от трансформаторите на обратния трансформатор като превключвател се използва FET или MOSFET или основен транзистор.

Дизайн на Flyback Converter

Токоизправителят коригира напрежението на вторичната намотка, за да получи пулсиращ DC изход и изключва товара от вторичната намотка на трансформатора. Кондензаторът филтрира изходното напрежение на токоизправителя и увеличава нивото на постоянен ток според желаното приложение.

Трансформаторът с обратен ход се използва като индуктор за съхраняване на магнитната енергия. Той е проектиран като двусвързан индуктор, който действа като първична и вторична намотка. Той работи при високи честоти от близо 50KHz.

Проектни изчисления

Необходимо е да се вземе предвид проектни изчисления на конвертора на flyback на съотношението на завоите, работния цикъл и токовете на първичната и вторичната намотки. Тъй като съотношението на завоите може да повлияе на тока, протичащ през първичната и вторичната намотка, както и на работния цикъл. Когато коефициентът на завъртане е висок, тогава работният цикъл също става висок и токът, преминаващ през първичната и вторичната намотка, намалява.

Тъй като трансформаторът, използван във веригата, е по поръчка, в наши дни не е възможно да се получи перфектен трансформатор със съотношение на оборотите. Следователно, като изберете трансформатора с желаните номинали и по-близо до необходимите номинали, може да компенсирате разликата в напрежението и изхода.

Другите параметри като материал на сърцевината, ефектът от въздушната междина и поляризацията трябва да бъдат взети предвид от инженерите.

Проектните изчисления на преобразувателя на обратния ход, като се вземе предвид положението на превключвателя, са обсъдени по-долу.

Когато превключвателят е ВКЛ

Vin - VL - Vs = 0

В идеално състояние Vs = 0 (спад на напрежението)

Тогава Vin - VL = 0

VL = Lp di / dt

di = (VL / Lp) x dt

От VL = Vin

di = (Vin / Lp) x dt

Чрез прилагане на интеграция от двете страни получаваме,

Токът на първичната намотка е

Ipri = (Vin. / Lp) Тон

Общата енергия, съхранявана в първичната намотка, е,

Epri = ½ Ipri^двеX Lp

Където Vin = входно напрежение

Lp = индуктивност на първичната намотка или първична индуктивност.

Ton = период, когато превключвателят е включен

Когато превключвателят е ИЗКЛЮЧЕН

VL (вторичен) - VD - Vault = 0

Спадът на напрежението на диода ще бъде нула при идеално състояние

VL (вторичен) - Vout = 0

VL (вторичен) = Vout

VL = Ls di / dt

di = (VL вторичен / Ls) / dt

Тъй като VL вторичен = Vout

Следователно,

di = Vout / Ls) X dt

Прилагайки интеграция, получаваме

Isec = (Vsec / Ls) (T - тон)

Общата предадена енергия се изразява като

Esec = ½ [(Vsec / Ls). (Т - тон)]^две. Ls

Където Vsec = напрежение във вторичната намотка = общо изходно напрежение при товара

Ls = индуктивност на вторичната намотка

T = период на сигнала pwm

“мога ли да заобиколя кондензатор ”

Ton = време за включване

Работа с Flyback Converter / Работен принцип

Работата на преобразувателя на обратно движение може да се разбере от горната схема. Принципът на работа се основава на режима на захранване в режим на превключване (SMPS).

Когато превключвателят е в положение ON, няма пренос на енергия между входа и товара. Общата енергия ще се съхранява в първичната намотка на веригата. Тук източващото напрежение Vd = 0 и токът Ip преминава през първичната намотка. Енергията се съхранява под формата на магнитна индуктивност на трансформатора и токът нараства с времето линейно. Тогава диодът става обратно пристрастен и към вторичната намотка на трансформатора не тече ток и общата енергия се съхранява в кондензатора, използван на изхода.

Когато превключвателят е в положение OFF, енергията се прехвърля към товара чрез промяна на полярността на намотките на трансформатора поради магнитното поле и токоизправителната верига започва да коригира напрежението. Общата енергия в сърцевината ще бъде прехвърлена към товара, ще бъде коригирана и процесът ще продължи, докато енергията в сърцевината бъде изчерпана или докато ключът бъде включен.

Топология на Flyback Converter

Топологията на обратния преобразувател е адаптивна, гъвкава, опростена, предимно използвана SMPS (захранване с превключващ режим) дизайн с добри характеристики на изпълнение, което дава предимство на много приложения.
Характеристиките на производителността на топологията на преобразувателя с обратен ход са показани по-долу.

Топология на Flyback

Горните форми на вълните показват внезапните преходи и реверсивните токове на първичната и вторичната намотка на трансформатора на обратния ход. Изходното напрежение ще се регулира чрез регулиране на действията за включване / изключване на работния цикъл на първичната намотка. Можем да изолираме входа и изхода, като използваме обратната връзка или като използваме допълнителна намотка на трансформатора

Топология на Flyback SMPS

Диаграмите на SMPS на топологията на обратното предаване са показани по-долу.

SMPS дизайнът на обратната топология изисква по-малко не. От компоненти за даден диапазон на мощност в сравнение с други SMPS топологии. Може да работи за даден източник на променлив или постоянен ток. Ако входът е взет от източника на променлив ток, тогава изходното напрежение ще бъде напълно коригирано. Тук MOSFET се използва като SMPS.

Работата на SMPS топологията на обратния ход се основава изцяло на позицията на превключвателя, т.е. MOSFET.

Топология на Flyback SMPS

Той може да работи в непрекъснат или прекратен режим въз основа на позицията на превключвателя или FET. В прекратения модел токът във вторичната намотка става нула преди превключвателят да бъде включен. В непрекъснатия режим токът във вторичния не става нула.

Когато превключвателят е изключен, енергията, съхранявана в индуктивността на изтичане на трансформатора, преминава през първичната намотка и се абсорбира от входната скоба или веригата на снубера. Ролята на снубер веригата е да предпази превключвателя от високи индуктивни напрежения. По време на включването и изключването на превключвателя на превключвателя ще има разсейване на мощността.

SMPS Flyback Transformer Design

Дизайнът на SMPS flyback трансформатор е по-популярен от нормалния дизайн на захранването поради ниската си цена, ефективност и опростен дизайн. Той изолира първичната и вторичната намотка на трансформатора за дадени множество входове и осигурява множество изходни напрежения, които могат да бъдат положителни или отрицателни.

Основният дизайн на трансформатора на SMPS, когато превключвателят е включен и изключен, е показан по-долу. Използва се и като изолиран преобразувател на мощност. Използваният в конструкцията трансформатор с обратен ход съдържа първична и вторична намотка, разделени електрически, за да се избегне преходно свързване, заземителни контури и осигурява гъвкавост.

Превключвателят на трансформатора е ВКЛЮЧЕН

Използването на SMPS трансформатор с обратен трансформатор има предимство пред конвенционалния дизайн на трансформатора. Тук токът не тече едновременно през първичната и вторичната намотка, тъй като фазата на намотката се обръща, както е показано на горната фигура.

Превключвателят на трансформатора е изключен

Той съхранява енергията под формата на магнитно поле в първичната намотка за определен период от време и прехвърля към първичната намотка. Максималното напрежение на изходното натоварване, работните диапазони, диапазоните на входното и изходното напрежение, възможността за подаване на мощност и характеристиките на цикли на обратния ход са важните параметри в дизайна на трансформатора на SMPS.

Приложения

The приложения за конвертор на flyback са,

Използва се в телевизионни приемници и компютри с ниска мощност до 250W
Използва се в резервни захранвания в електронен компютър (режим на превключване с ниска мощност)
Използва се в мобилни телефони и мобилни зарядни устройства
Използва се в захранвания с високо напрежение като телевизия, CRT, лазери, фенерчета и копирни устройства и др.
Използва се в множество входно-изходни захранвания
Използва се в изолирани задвижващи вериги на порта.

По този начин става въпрос за всичко преглед на преобразувателя на обратно връщане - дизайн, принцип на работа, работа, топология, SMPS трансформатор на трансформатор, топология, SMPS топология дизайн и приложения. Ето един въпрос към вас: „Какви са предимствата на конвертора за обратно връщане? „