Povratni pretvarač dizajniran je poput napajanja preklopnim načinom napajanja iz posljednjih 70 godina za izvođenje bilo koje vrste pretvorbe poput izmjeničnog u istosmjerni i istosmjerni u istosmjerni. Dizajn flyback-a dao je prednost razvoju televizora za komunikaciju u ranim 1930-ima do 1940-ima. Koristi koncept nelinearne komutacijske opskrbe. The povratni transformator pohranjuje magnetsku energiju i djeluje kao induktor u usporedbi s dizajnom koji ne leti. Ovaj je članak posvećen radu povratnog pretvarača i njegovoj topologiji.
Što je Flyback Converter?
Flyback pretvarači definirani su kao pretvarači snage koji pretvaraju izmjenični u istosmjerni s galvanskom izolacijom između ulaza i izlaza. Pohranjuje energiju kada struja prolazi kroz krug i oslobađa je kad se snaga ukloni. Upotrijebio je međusobno povezan induktor i djeluje kao izolirani sklopni pretvarač za naponske transformatore koji se smanjuju ili povećavaju.
Može kontrolirati i regulirati više izlaznih napona sa širokim rasponom ulaznih napona. The komponente potrebno je za projektiranje povratnog pretvarača nekoliko u usporedbi s drugim krugovima napajanja s preklopnim načinom rada. Riječ povratni pomak označava se kao uključivanje / isključivanje sklopke koja se koristi u dizajnu.
Dizajn Flyback Convertera
Dizajn povratnog pretvarača vrlo je jednostavan i sadrži električne komponente poput povratnog transformatora, sklopke, ispravljača, filtra i upravljačkog uređaja za pogon sklopke i postizanje regulacije.
Prekidač se koristi za UKLJUČIVANJE i ISKLJUČIVANJE primarnog kruga, koji transformator može magnetizirati ili razmagnetičiti. PWM signal iz regulatora kontrolira rad prekidača. U većini izvedbi povratnih transformatora kao prekidač koristi se FET ili MOSFET ili osnovni tranzistor.
Dizajn Flyback Convertera
Ispravljač ispravlja napon sekundarnog namota da bi dobio pulsirajući istosmjerni izlaz i odvaja opterećenje od sekundarnog namota transformatora. Kondenzator filtrira izlazni napon ispravljača i povećava razinu izlaznog istosmjernog napona prema željenoj primjeni.
Povratni transformator koristi se kao induktor za pohranu magnetske energije. Dizajniran je kao dvostruko povezan induktor koji djeluje kao primarni i sekundarni namot. Djeluje na visokim frekvencijama od gotovo 50KHz.
Izračun proračuna
Potrebno je uzeti u obzir proračuni dizajna povratnog pretvarača omjera zavoja, radnog ciklusa i struja primarnog i sekundarnog namota. Budući da omjer zavoja može utjecati na struju koja teče kroz primarni i sekundarni namot, a također i na radni ciklus. Kada je omjer okretaja velik, tada radni ciklus također postaje visok, a struja koja prolazi kroz primarni i sekundarni namot se smanjuje.
Kako je transformator koji se koristi u krugu prilagođeni tip, danas nije moguće dobiti savršeni transformator s omjerom zavoja. Stoga bi odabirom transformatora sa željenim nazivnim naponom i bližim potrebnim nazivnim vrijednostima moglo nadoknaditi razliku u naponu i izlazu.
Ostali parametri poput materijala jezgre, učinka zračnog raspora i polarizacije trebali bi uzeti u obzir inženjeri.
Izračuni dizajna povratnog pretvarača s obzirom na položaj prekidača razmatrani su u nastavku.
Kad je prekidač UKLJUČEN
Vin - VL - Vs = 0
U idealnom stanju, Vs = 0 (pad napona)
Zatim Vin - VL = 0
VL = Lp di / dt
di = (VL / Lp) x dt
Od VL = Vin
di = (Vin / Lp) x dt
Primjenom integracije na obje strane dobivamo,
Struja na primarnom namotu je
Ipri = (Vin. / Lp) Tona
Ukupna energija pohranjena u primarnom namotu je,
Epri = ½ IpridvaX Lp
Gdje je Vin = ulazni napon
Lp = induktivitet primarnog namota ili primarna induktivnost.
Ton = razdoblje kada je prekidač UKLJUČEN
Kad je prekidač ISKLJUČEN
VL (sekundarno) - VD - Trezor = 0
Pad idealnog napona diode bit će nula
VL (sekundarno) - Vout = 0
VL (sekundarno) = Vout
VL = Ls di / dt
di = (VL sekundarno / Ls) / dt
Budući da je VL sekundarni = Vout
Stoga,
di = Vout / Ls) X dt
Primjenom integracije dobivamo
Isec = (Vsec / Ls) (T - tona)
Ukupna prenesena energija izražava se kao
Esec = ½ [(Vsec / Ls). (T - ton)]dva. Ls
Gdje je Vsec = napon u sekundarnom namotu = ukupni izlazni napon na opterećenju
Ls = induktivitet sekundarnog namota
T = razdoblje signala pwm
Ton = vrijeme UKLJ
Rad pretvarača Flyback / Načelo rada
Rad povratnog pretvarača može se razumjeti iz gornjeg dijagrama. Načelo rada temelji se na načinu napajanja (SMPS).
Kad je prekidač u položaju UKLJUČENO, nema prijenosa energije između ulaza i tereta. Ukupna energija pohranit će se u primarnom namotu kruga. Ovdje je odvodni napon Vd = 0 i struja Ip prolazi kroz primarni namot. Energija se pohranjuje u obliku magnetske induktivnosti transformatora i struja se linearno povećava s vremenom. Tada dioda postaje obrnuto pristrana i na sekundarni namot transformatora ne struji struja, a ukupna energija se pohranjuje u kondenzatoru koji se koristi na izlazu.
Kada je prekidač u položaju ISKLJUČENO, energija se prenosi na opterećenje mijenjajući polaritet namotaja transformatora zbog magnetskog polja i ispravljački krug započinje ispravljanje napona. Ukupna energija u jezgri prenijet će se u opterećenje, ispravit će se i postupak će se nastaviti sve dok se energija u jezgri ne potroši ili dok se prekidač ne uključi.
Topologija pretvarača letenja
Topologija povratnog pretvarača prilagodljiv je, fleksibilan, jednostavan, uglavnom korišten SMPS (preklopni način napajanja) dizajn s dobrim karakteristikama performansi što daje prednost mnogim aplikacijama.
Karakteristike izvedbe topologije povratnog pretvarača prikazane su u nastavku.
Topologija povratnog leta
Gornji valni oblici pokazuju nagle prijelaze i struje preokreta primarnog i sekundarnog namota povratnog transformatora. Izlazni napon regulirat će se podešavanjem uključivanja / isključivanja radnog ciklusa primarnog namota. Ulaz i izlaz možemo izolirati pomoću povratne sprege ili pomoću dodatnog namotaja na transformatoru
Topologija povratnog leta SMPS
SMPS dijagrami povratne topologije prikazani su u nastavku.
SMPS dizajn topologije povratnog leta zahtijeva manje br. Od komponenata za zadani raspon snage u usporedbi s ostalim SMPS topologijama. Može raditi za zadani izmjenični ili istosmjerni izvor. Ako se ulaz uzima iz izvora izmjenične struje, tada bi se izlazni napon u potpunosti ispravio. Ovdje se MOSFET koristi kao SMPS.
Djelovanje SMPS povratne topologije u potpunosti se temelji na položaju prekidača, tj. MOSFET-a.
Topologija povratnog leta SMPS
Može raditi u kontinuiranom ili ukinutom načinu rada na temelju položaja prekidača ili FET-a. U ukinutom modelu, struja u sekundarnom namotu postaje nula prije uključivanja prekidača. U kontinuiranom načinu struja u sekundaru ne postaje nula.
Kad je prekidač ISKLJUČEN, energija pohranjena u induktivitetu propuštanja transformatora teče kroz primarni namot i apsorbira ga krug ulazne stezaljke ili krug snubera. Uloga snuber sklopa je zaštititi prekidač od visokih induktivnih napona. Tijekom prijelaza ON i OFF sklopke doći će do rasipanja snage.
SMPS dizajn letećeg transformatora
SMPS flyback dizajn transformatora popularniji je od uobičajenog dizajna napajanja zbog svoje niske cijene, učinkovitosti i jednostavnog dizajna. Izolira primarni i sekundarni namot transformatora za zadane višestruke ulaze i daje više izlaznih napona, koji mogu biti pozitivni ili negativni.
Osnovni dizajn SMPS povratnog transformatora kada je prekidač UKLJUČEN i ISKLJUČEN prikazan je u nastavku. Također se koristi kao izolirani pretvarač snage. Povratni transformator koji se koristi u dizajnu sadrži primarni i sekundarni namot, odvojene električno kako bi se izbjeglo privremeno spajanje, petlje uzemljenja i pruža fleksibilnost.
Prekidač transformatora je UKLJUČEN
Korištenje SMPS dizajna povratnog transformatora ima prednost u odnosu na konvencionalni dizajn transformatora. Ovdje struja istodobno ne teče kroz primarni i sekundarni namot, jer se faza namota preokreće, kao što je prikazano na gornjoj slici.
Prekidač transformatora je ISKLJUČEN
Energiju u obliku magnetskog polja pohranjuje u primarnom namotu određeno vrijeme i prenosi na primarni namot. Maksimalni napon izlaznog opterećenja, radni rasponi, rasponi ulaznog i izlaznog napona, sposobnost isporuke snage i karakteristike povratnih ciklusa važni su parametri u dizajnu SMPS povratnog transformatora.
Prijave
The aplikacije pretvarača flyback jesu,
- Koristi se u televizijskim prijemnicima i komadima male snage do 250W
- Koristi se u izvorima napajanja u pripravnosti u elektroničkim kom (način prekidača male snage)
- Koristi se u mobilnim telefonima i mobilnim punjačima
- Koristi se u visokonaponskim izvorima poput televizije, CRT-a, lasera, svjetiljki i uređaja za kopiranje itd.
- Koristi se u više ulazno-izlaznih izvora napajanja
- Koristi se u izoliranim krugovima pogonskih vrata.
Dakle, ovdje se radi o svemu pregled povratnog pretvarača - dizajn, princip rada, rad, topologija, SMPS povratni transformator dizajn, topologija, SMPS topologija dizajn i aplikacije. Evo pitanja za vas: „Koje su prednosti flyback pretvarača? “
