Flyback-muundur on loodud nagu lülitusrežiimi toiteallikas viimase 70 aasta jooksul, et teostada mis tahes tüüpi muundamist, näiteks vahelduvvoolu alalisvooluks ja alalisvooluks alalisvooluks. Tagasilöögi disain andis eelise televiisori arendamiseks suhtlemiseks varasematel 1930. – 1940. Selles kasutatakse mittelineaarset lülitusvarustuse kontseptsiooni. The flyback trafo salvestab magnetenergiat ja toimib kui induktor võrreldes mitte-tagasilöögikujundusega. See artikkel räägib kõigest flyback-muunduri töötamisest ja selle topoloogiast.
Mis on Flyback Converter?
Flyback-muundurid on määratletud kui muundurid, mis muundavad vahelduvvoolu alalisvooluks alalisvooluks sisendite ja väljundite galvaanilise eraldusega. See salvestab vooluahela kaudu voolava voolu energia ja vabastab energia voolu eemaldamisel. See kasutas vastastikku ühendatud induktiivpooli ja toimib isoleeritud lülitusmuundurina astmelise või astmelise pingetrafo jaoks.
See suudab juhtida ja reguleerida mitut väljundpinget laia sisendpingega. The komponendid flyback-muunduri projekteerimiseks on vaja vähe, võrreldes teiste lülitusrežiimi toiteallikatega. Sõna flyback nimetatakse disainis kasutatava lüliti sisse / välja toimimiseks.
Flyback Converteri disain
Flyback-muunduri disain on väga lihtne ja sisaldab elektrilised komponendid nagu tagasilennutrafo, lüliti, alaldi, filter ja juhtseade lüliti juhtimiseks ja reguleerimise saavutamiseks.
Lülitit kasutatakse primaarahela sisse- ja väljalülitamiseks, mis võib trafot magnetiseerida või demagnetiseerida. Kontrolleri PWM-signaal juhib lüliti tööd. Enamikus flyback trafode konstruktsioonides kasutatakse lülitina FET või MOSFET või põhitransistorit.
Flyback Converteri disain
Alaldi alaldab sekundaarmähise pinget, et saada pulseerivat alalisvoolu väljundit, ja lahutab koormuse trafo sekundaarmähisest. Kondensaator filtreerib alaldi väljundpinget ja suurendab alalisvoolu väljundi taset vastavalt soovitud rakendusele.
Flyback-trafot kasutatakse induktorina magnetenergia salvestamiseks. See on konstrueeritud kui kaks ühendatud induktorit, mis toimib primaar- ja sekundaarmähisena. See töötab kõrgel sagedusel ligi 50KHz.
Kujundusarvutused
On vaja arvestada flyback-muunduri projekteerimisarvutused pöörete suhtarvust, töötsüklist ning primaarmähiste ja sekundaarmähiste vooludest. Kuna pöörete suhe võib mõjutada primaarmähise ja sekundaarmähise kaudu voolavat voolu ning ka töötsüklit. Kui pöörde suhe on kõrge, muutub ka töötsükkel suureks ning primaarmähist ja sekundaarmähist läbiv vool väheneb.
Kuna vooluringis kasutatav trafo on kohandatud tüüp, pole tänapäeval võimalik saada täiuslikku trafot pöörete suhtega. Seega kompenseerides pinge ja väljundi erinevuse soovitud nimiväärtusega trafo valimisel ja lähemale nõutavatele nimiväärtustele
Insenerid peaksid arvestama muude parameetritega, nagu südamikmaterjal, õhupilu mõju ja polarisatsioon.
Flyback-muunduri konstruktsiooni arvutusi, võttes arvesse lüliti asendit, käsitletakse allpool.
Kui lüliti on sees
Vin - VL - Vs = 0
Ideaalses olukorras Vs = 0 (pingelangus)
Siis Vin - VL = 0
VL = Lp di / dt
di = (VL / Lp) x dt
Kuna VL = Vin
di = (Vin / Lp) x dt
Rakendades integratsiooni mõlemalt poolt saame,
Vool primaarmähise juures on
Ipri = (Vin. / Lp) Ton
Primaarmähises salvestatud koguenergia on
Epri = ½ IprikaksX Lp
Kus Vin = sisendpinge
Lp = primaarmähise induktiivsus või esmane induktiivsus.
Ton = periood, mil lüliti on sisse lülitatud
Kui lüliti on väljas
VL (sekundaarne) - VD - võlv = 0
Dioodi pingelangus on ideaalses olukorras null
VL (sekundaarne) - Vout = 0
VL (sekundaarne) = Vout
VL = Ls di / dt
di = (VL sekundaarne / Ls) / dt
Kuna VL sekundaarne = Vout
Seega
di = Vout / Ls) X dt
Rakendades integratsiooni, saame
Isec = (Vsec / Ls) (T - tonn)
Ülekantud koguenergia väljendatakse
Esec = ½ [(Vsec / Ls). (T - toon)]kaks. Ls
Kus Vsec = sekundaarmähise pinge = kogu väljundpinge koormusel
Ls = sekundaarmähise induktiivsus
T = pwm signaali periood
Ton = sisselülitamise aeg
Flyback-muunduri / tööpõhimõtte töö
Flyback-muunduri tööd saab mõista ülaltoodud skeemilt. Tööpõhimõte põhineb lülitusrežiimi toiteallika (SMPS) režiimil.
Kui lüliti on asendis ON, ei toimu sisendi ja koormuse vahel energiat. Koguenergia salvestatakse vooluahela primaarmähisesse. Siin tühjendage pinge Vd = 0 ja vool Ip läbib primaarmähist. Energia salvestatakse trafo magnetilise induktiivsuse kujul ja vool suureneb aja jooksul lineaarselt. Seejärel muutub diood vastupidiseks ja mitte vool trafo sekundaarmähisesse ning koguenergia salvestatakse väljundis kasutatud kondensaatorisse.
Kui lüliti on asendis VÄLJAS, kantakse energia koormusele, muutes trafo mähiste polaarsust magnetvälja tõttu ja alaldi vooluahel hakkab pinget tasandama. Südamiku koguenergia kantakse koormusele, parandatakse ja protsessi jätkatakse seni, kuni südamikus olev energia on ammendatud või kuni lüliti on sisse lülitatud.
Flyback Converter topoloogia
Flyback-muunduri topoloogia on kohanemisvõimeline, paindlik, lihtne enamasti kasutatav SMPS (switch mode power supply) disain, millel on head jõudlusomadused ja mis annab eelise paljudele rakendustele.
Flyback-muunduri topoloogia toimivusnäitajad on toodud allpool.
Flybacki topoloogia
Ülaltoodud lainekujud näitavad tagasilöögitrafo primaar- ja sekundaarmähise äkilisi üleminekuid ja pöördvoolusid. Väljundpinge reguleeritakse primaarmähise töötsükli sisse- ja väljalülitamise reguleerimisega. Saame sisendi ja väljundi isoleerida tagasiside abil või trafo täiendava mähise abil
Flybacki topoloogia SMPS
Flyback-topoloogia SMPS-skeemid on toodud allpool.
Flyback topoloogia SMPS-i disain nõuab vähem ei. Antud võimsusvahemiku komponentidest, võrreldes teiste SMPS topoloogiatega. See võib töötada antud vahelduv- või alalisvooluallika puhul. Kui sisend võetakse vahelduvvooluallikast, parandatakse väljundpinge täielikult. Siin kasutatakse MOSFET-i kui SMPS-i.
SMPS-i tagasilöögitopoloogia toimimine põhineb täielikult lüliti asendil, st MOSFETil.
Flybacki topoloogia SMPS
See võib töötada pidevas või katkestatud režiimis vastavalt lüliti või FET-i asendile. Lõpetatud mudelis muutub sekundaarmähise vool enne lüliti sisselülitamist nulliks. Pidevas režiimis ei muutu sekundaarses voolus null.
Kui lüliti on välja lülitatud, voolab trafo lekkeinduktsioonis salvestatud energia läbi primaarmähise ja neeldub sisendklambri ahelas. Snubber-ahela ülesanne on kaitsta lülitit induktiivpinge eest. Lüliti ON ja OFF üleminekute ajal toimub energia hajumine.
SMPS Flyback trafo disain
SMPS flyback trafo disain on populaarsem kui tavaline toiteallika disain oma madala hinna, efektiivsuse ja lihtsa disaini tõttu. See eraldab trafo primaar- ja sekundaarmähise antud sisendi jaoks ning tagab mitu väljundpinget, mis võivad olla positiivsed või negatiivsed.
Allpool on näidatud põhiline SMPS-i trafotrafo disain, kui lüliti on sisse ja välja lülitatud. Seda kasutatakse ka isoleeritud toitemuundurina. Konstruktsioonis kasutatud trafotrafo sisaldab primaarmähist ja sekundaarmähist, mis on elektriliselt eraldatud, et vältida ajutist sidestamist, maanduslülisid ja tagab paindlikkuse.
Trafo lüliti on sees
SMPS-i trafotrafo konstruktsiooni kasutamisel on eelis tavapärase trafo-konstruktsiooni ees. Siin ei voola vool läbi esmase ja sekundaarse mähise samaaegselt, kuna mähise faas muutub vastupidiseks, nagu ülaltoodud joonisel näidatud.
Trafo lüliti on VÄLJAS
See salvestab energia magnetvälja kujul primaarmähises teatud aja jooksul ja kandub primaarmähisesse. Maksimaalne väljundkoormuse pinge, tööpiirkonnad, sisend- ja väljundpinge vahemikud, jõuülekandevõime ja tagasilöögitsüklite omadused on olulised parameetrid SMPS-i tagasitrafo kujunduses.
Rakendused
The flyback-muunduri rakendused on,
- Kasutatakse telerites ja väikese võimsusega kuni 250 W tükkides
- Kasutatakse ooterežiimis toiteallikates elektroonilistes tükkides (madala võimsusega lüliti režiim)
- Kasutatakse mobiiltelefonides ja mobiililaadijates
- Kasutatakse kõrgepingeallikates, nagu televisioon, kineskooptelerid, laserid, taskulambid ja koopiamasinad jne.
- Kasutatakse mitmes sisend-väljundtoites
- Kasutatakse isoleeritud värava ajamiskeemides.
Seega on see kõik ülevaade muunduri muundamisest - disain, tööpõhimõte, töö, topoloogia, SMPS-i trafotrafo disain, topoloogia, SMPS-i topoloogia kujundus ja rakendused. Siin on teie jaoks küsimus: „Mis on tagasilöögikonverterite eelised? '
