„Flyback“ keitiklis yra sukurtas kaip perjungimo režimo maitinimo šaltinis per pastaruosius 70 metų, kad būtų galima atlikti bet kokio tipo keitimą, pvz., AC į DC ir DC į DC. „Flyback“ dizainas suteikė pranašumą vystyti televiziją komunikacijai ankstyviausiame 1930–1940 m. Jame naudojama netiesinė perjungimo tiekimo koncepcija. „flyback“ transformatorius kaupia magnetinę energiją ir veikia kaip induktorius lyginant su ne „flyback“ dizainu. Šis straipsnis yra apie sklandaus keitiklio veikimą ir jo topologiją.

Kas yra „Flyback Converter“?

„Flyback“ keitikliai apibrėžiami kaip galios keitikliai, kurie konvertuoja kintamąją į nuolatinę įtampą, galvaniškai izoliuodami įėjimus ir išėjimus. Jis kaupia energiją, kai srovė teka grandine, ir išleidžia energiją, kai energija pašalinama. Jis naudojo abipusiai sujungtą induktorių ir veikia kaip izoliuotas perjungimo keitiklis žemyn arba pakeliamiems įtampos transformatoriams.

Jis gali valdyti ir reguliuoti daugialypę išėjimo įtampą, turėdamas platų įėjimo įtampų diapazoną. komponentai reikalingas atgalinio keitiklio projektavimui, yra nedaug, palyginti su kitomis perjungimo režimo maitinimo grandinėmis. Žodis „flyback“ vadinamas jungiklio, naudojamo projektuojant, įjungimo / išjungimo veiksmu.

„Flyback“ keitiklio dizainas

„Flyback“ keitiklio dizainas yra labai paprastas ir jame yra elektriniai komponentai kaip atgalinis transformatorius, jungiklis, lygintuvas, filtras ir valdymo įtaisas, skirtas valdyti jungiklį ir pasiekti reguliavimą.

Jungiklis naudojamas įjungti ir išjungti pirminę grandinę, kuri gali įmagnetinti arba išmagnetinti transformatorių. Valdiklio PWM signalas valdo jungiklio veikimą. Daugumoje „flyback“ transformatorių konstrukcijų kaip jungiklis naudojami FET arba MOSFET arba pagrindinis tranzistorius.

„Flyback“ keitiklio dizainas

Lygintuvas ištaiso antrinės apvijos įtampą, kad gautų pulsuojančią nuolatinės srovės išėjimą, ir atjungia apkrovą nuo antrinės transformatoriaus apvijos. Kondensatorius filtruoja lygintuvo išėjimo įtampą ir padidina nuolatinės srovės išėjimo lygį pagal norimą taikymą.

Atgalinis transformatorius naudojamas kaip induktorius magnetinei energijai kaupti. Jis sukurtas kaip dviejų sujungtų induktorių, veikiančių kaip pirminė ir antrinė apvijos. Jis veikia aukštais, beveik 50KHz, dažniais.

Dizaino skaičiavimai

Būtina atsižvelgti į „flyback“ keitiklio projektiniai skaičiavimai posūkių santykio, darbo ciklo ir pirminių bei antrinių apvijų srovių. Kadangi posūkių santykis gali paveikti srovę, tekančią per pirminę ir antrinę apvijas, taip pat darbo ciklą. Kai posūkio santykis yra didelis, tada darbo ciklas taip pat tampa didelis, o srovė, praeinanti per pirminę ir antrinę apviją, sumažėja.

Kadangi grandinėje naudojamas transformatorius yra pasirinktinis, šiais laikais neįmanoma gauti tobulo transformatoriaus su posūkių santykiu. Taigi pasirinkus transformatorių su norimais rodikliais ir arčiau reikalingų, kompensuoti įtampos ir išėjimo skirtumus.

Inžinieriai turėtų atsižvelgti į kitus parametrus, tokius kaip pagrindinė medžiaga, oro tarpo poveikį ir poliarizaciją.

„Flyback“ keitiklio konstrukcijos skaičiavimai, atsižvelgiant į jungiklio padėtį, aptariami toliau.

Kai jungiklis įjungtas

Vin - VL - Vs = 0

Esant idealiai būklei, Vs = 0 (įtampos kritimas)

Tada Vin - VL = 0

VL = Lp di / dt

di = (VL / Lp) x dt

Nuo VL = Vin

di = (Vin / Lp) x dt

Taikydami integraciją abiejose pusėse,

Srovė pirminėje apvijoje yra

Ipri = (Vin. / Lp) Tona

Bendra pirminėje apvijoje sukaupta energija yra

Epri = ½ Ipri^duX Lp

Kur Vin = įėjimo įtampa

Lp = pirminės apvijos arba pirminio induktyvumo induktyvumas.

Ton = laikotarpis, kai jungiklis įjungtas

Kai jungiklis išjungtas

VL (antrinis) - VD - skliautas = 0

Diodo įtampos kritimas idealios būklės atveju bus lygus nuliui

VL (antrinė) - Vout = 0

“3 fazių variklis vienfazis maitinimas ”

VL (antrinė) = Vout

VL = Ls di / dt

di = (VL antrinis / Ls) / dt

Kadangi VL antrinis = Vout

Taigi,

di = Vout / Ls) X dt

Taikydami integraciją, mes gauname

Isec = (Vsek / Ls) (T - tona)

Bendra perduota energija išreiškiama

Esekas = ½ [(Vsek / Ls). (T - tonas)]^du. Ls

Kur Vsec = įtampa antrinėje apvijoje = bendra išėjimo įtampa esant apkrovai

Ls = antrinės apvijos induktyvumas

T = pwm signalo periodas

Tona = įjungimo laikas

Skrydžio atgalinio keitiklio veikimas / darbo principas

„Flyback“ keitiklio veikimą galima suprasti iš pirmiau pateiktos diagramos. Veikimo principas pagrįstas jungiklio režimo maitinimo (SMPS) režimu.

Kai jungiklis yra ON padėtyje, tarp įėjimo ir apkrovos energijos neperduodama. Visa energija bus kaupiama pirminėje grandinės apvijoje. Čia nutekėjimo įtampa Vd = 0, o srovė Ip praeina per pirminę apviją. Energija kaupiama transformatoriaus magnetinio induktyvumo pavidalu, o srovė laikui bėgant didėja. Tada diodas tampa atvirkštinis ir į transformatoriaus antrinę apviją nepatenka srovė, o visa energija kaupiama išėjime naudojamame kondensatoriuje.

Kai jungiklis yra OFF padėtyje, energija perkeliama į apkrovą keičiant transformatoriaus apvijų poliškumą dėl magnetinio lauko ir lygintuvo grandinė pradeda taisyti įtampą. Visa šerdyje esanti energija bus perkelta į apkrovą, bus ištaisyta ir procesas būtų tęsiamas tol, kol energija šerdyje išseks arba kol įjungs jungiklį.

„Flyback Converter“ topologija

„Flyback“ keitiklio topologija yra pritaikoma, lanksti, paprasta, dažniausiai naudojama SMPS (jungiklio režimo maitinimo šaltinis) konstrukcija, pasižyminti geromis eksploatacinėmis savybėmis, suteikiančia pranašumą daugeliui programų.
„Flyback“ keitiklio topologijos veikimo charakteristikos parodytos žemiau.

„Flyback“ topologija

Aukščiau nurodytos bangos rodo staigaus pirminio ir antrinio apvijos transformatoriaus apvijos perėjimus ir apsisukimo sroves. Išėjimo įtampa bus reguliuojama sureguliuojant pirminės apvijos darbo ciklo įjungimo / išjungimo veiksmus. Mes galime izoliuoti įvestį ir išvestį naudodami grįžtamąjį ryšį arba naudodami papildomą transformatoriaus apviją

„Flyback“ topologijos SMPS

„Flyback“ topologijos SMPS diagramos parodytos žemiau.

„Flyback topology SMPS“ dizainui reikia mažiau Nr. Iš tam tikro galios diapazono komponentų, palyginti su kitomis SMPS topologijomis. Jis gali veikti tam tikrame kintamosios arba nuolatinės srovės šaltinyje. Jei įvestis imama iš kintamosios srovės šaltinio, išėjimo įtampa būtų visiškai ištaisyta. Čia MOSFET naudojamas kaip SMPS.

SMPS grįžtamojo ryšio topologijos veikimas visiškai pagrįstas jungiklio padėtimi, ty MOSFET.

„Flyback“ topologijos SMPS

Jis gali veikti nepertraukiamu arba nutrauktu režimu, priklausomai nuo jungiklio ar FET padėties. Nutrauktame modelyje prieš įjungiant jungiklį, antrinės apvijos srovė tampa lygi nuliui. Nuolatiniu režimu srovė antrinėje netampa nuline.

Išjungus jungiklį, transformatoriaus nuotėkio induktyvume sukaupta energija teka per pirminę apviją ir ją sugeria įėjimo spaustuko grandinė arba „snubber“ grandinė. Snuberio grandinės vaidmuo yra apsaugoti jungiklį nuo aukštos indukcinės įtampos. Įjungus ir išjungiant jungiklį bus išsklaidyta energija.

SMPS „Flyback“ transformatoriaus dizainas

SMPS grįžtamojo transformatoriaus konstrukcija yra populiaresnė nei įprasta maitinimo šaltinio konstrukcija dėl mažos kainos, efektyvumo ir paprasto dizaino. Jis izoliuoja pirminę ir antrinę transformatoriaus apviją, esantį keliems įėjimams, ir suteikia daug išėjimo įtampų, kurios gali būti teigiamos arba neigiamos.

Pagrindinė SMPS grįžtamojo transformatoriaus konstrukcija, kai jungiklis įjungiamas ir išjungiamas, parodytas žemiau. Jis taip pat naudojamas kaip izoliuotas maitinimo keitiklis. Konstrukcijoje naudojamame „flyback“ transformatoriuje yra pirminė ir antrinė apvijos, atskirtos elektra, kad būtų išvengta laikino sujungimo, įžeminimo kilpos, ir suteikia lankstumo.

Transformatoriaus jungiklis įjungtas

SMPS grįžtamojo transformatoriaus konstrukcijos naudojimas turi pranašumą, palyginti su įprastu transformatoriaus dizainu. Čia srovė nepraeina per pirminę ir antrinę apvijas tuo pačiu metu, nes apvijos fazė pasikeičia, kaip parodyta aukščiau pateiktame paveiksle.

Transformatoriaus jungiklis IŠJUNGTAS

Jis tam tikrą laiką kaupia energiją magnetinio lauko pavidalu pirminėje apvijoje ir perkelia į pirminę apviją. Maksimali išėjimo apkrovos įtampa, veikimo diapazonai, įėjimo ir išėjimo įtampos diapazonai, energijos tiekimo galimybė ir grįžtamojo ciklo charakteristikos yra svarbūs SMPS grįžtamojo transformatoriaus konstrukcijos parametrai.

Programos

„flyback“ keitiklio programos yra,

Naudojami televizoriuose ir mažos galios iki 250 W galios kompiuteriuose
Naudojamas budėjimo režimu tiekiant elektroninius kompiuterius (mažo galingumo jungiklio režimas)
Naudojamas mobiliuosiuose telefonuose ir mobiliuosiuose įkrovikliuose
Naudojamas aukštos įtampos tiekėjams, tokiems kaip televizorius, kineskopai, lazeriai, žibintuvėliai, kopijavimo įrenginiai ir kt.
Naudojamas keliuose įvesties-išvesties maitinimo šaltiniuose
Naudojamas izoliuotose vartų pavaros grandinėse.

Taigi, viskas apie tai atgalinio keitiklio apžvalga - dizainas, darbo principas, veikimas, topologija, SMPS grįžtamojo transformatoriaus dizainas, topologija, SMPS topologijos dizainas ir programos. Štai jums klausimas: „Kokie yra„ flyback “keitiklio pranašumai? „