Bộ chuyển đổi flyback được thiết kế giống như bộ chuyển đổi chế độ cung cấp điện từ 70 năm trước để thực hiện bất kỳ loại chuyển đổi nào như AC sang DC và DC sang DC. Thiết kế của flyback đã tạo lợi thế cho việc phát triển truyền hình để liên lạc trong những năm 1930-1940. Nó sử dụng một khái niệm cung cấp chuyển mạch phi tuyến tính. Các máy biến áp flyback lưu trữ năng lượng từ trường và hoạt động như một cuộn cảm khi so sánh với một thiết kế phi flyback. Bài viết này là tất cả về cách hoạt động của bộ chuyển đổi flyback và cấu trúc liên kết của nó.

Công cụ chuyển đổi Flyback là gì?

Bộ chuyển đổi Flyback được định nghĩa là bộ chuyển đổi nguồn, chuyển đổi AC sang DC với sự cách ly điện giữa đầu vào và đầu ra. Nó tích trữ năng lượng khi dòng điện chạy qua mạch và giải phóng năng lượng khi nguồn điện bị ngắt. Nó sử dụng một cuộn cảm được ghép đôi lẫn nhau và hoạt động như một bộ chuyển đổi chuyển mạch cô lập cho các máy biến điện áp bước xuống hoặc bước lên.

Nó có thể kiểm soát và điều chỉnh nhiều điện áp đầu ra với một loạt các điện áp đầu vào. Các các thành phần yêu cầu thiết kế một bộ chuyển đổi flyback là một số ít khi so sánh với các mạch cung cấp điện chế độ chuyển mạch khác. Từ flyback được dùng để chỉ hành động bật / tắt của công tắc được sử dụng trong thiết kế.

Thiết kế công cụ chuyển đổi Flyback

Thiết kế bộ chuyển đổi flyback rất đơn giản và chứa thành phần điện tử như máy biến áp flyback, công tắc, bộ chỉnh lưu, bộ lọc và thiết bị điều khiển để điều khiển công tắc và đạt được quy định.

Công tắc được sử dụng để BẬT và TẮT mạch sơ cấp, có thể từ hóa hoặc khử từ biến áp. Tín hiệu PWM từ bộ điều khiển điều khiển hoạt động của công tắc. Trong hầu hết các thiết kế máy biến áp flyback, FET hoặc MOSFET hoặc một bóng bán dẫn cơ bản được sử dụng làm công tắc.

Thiết kế công cụ chuyển đổi Flyback

Bộ chỉnh lưu chỉnh lưu điện áp của cuộn thứ cấp để có đầu ra DC xung và ngắt tải khỏi cuộn thứ cấp của máy biến áp. Tụ điện lọc điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu và tăng mức đầu ra DC theo ứng dụng mong muốn.

Biến áp flyback được sử dụng như một cuộn cảm để lưu trữ năng lượng từ trường. Nó được thiết kế như một cuộn cảm hai ghép nối, hoạt động như cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. Nó hoạt động ở tần số cao gần 50KHz.

Tính toán thiết kế

Nó là cần thiết để xem xét tính toán thiết kế công cụ chuyển đổi flyback tỷ lệ vòng dây, chu kỳ làm việc và dòng điện của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp. Bởi vì tỷ lệ vòng quay có thể ảnh hưởng đến dòng điện chạy qua cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp và cả chu kỳ làm việc. Khi tỷ số rẽ cao, thì chu kỳ làm việc cũng trở nên cao, và dòng điện đi qua cuộn sơ cấp và thứ cấp giảm.

Vì máy biến áp được sử dụng trong mạch là loại tùy chỉnh nên ngày nay không thể có được một máy biến áp hoàn hảo với tỷ lệ vòng quay. Do đó, bằng cách chọn máy biến áp có xếp hạng mong muốn và gần với xếp hạng yêu cầu hơn có thể bù đắp cho sự khác biệt về điện áp và đầu ra.

“tắt nguồn thời gian trễ mạch rơle ”

Các thông số khác như vật liệu lõi, ảnh hưởng của khe hở không khí và phân cực nên được các kỹ sư xem xét.

Các tính toán thiết kế bộ chuyển đổi flyback bằng cách xem xét vị trí chuyển đổi được thảo luận dưới đây.

Khi công tắc BẬT

Vin - VL - Vs = 0

Ở điều kiện lý tưởng, Vs = 0 (giảm điện áp)

Sau đó Vin - VL = 0

VL = Lp di / dt

di = (VL / Lp) x dt

Từ VL = Vin

di = (Vin / Lp) x dt

Bằng cách áp dụng tích hợp cả hai bên, chúng tôi nhận được,

Dòng điện ở cuộn sơ cấp là

Ipri = (Vin. / Lp) Tấn

“các thành phần điện tử cơ bản và chức năng của chúng ”

Tổng năng lượng tích trữ trong cuộn sơ cấp là,

Epri = ½ Ipri^haiX Lp

Trong đó Vin = điện áp đầu vào

Lp = độ tự cảm của cuộn sơ cấp hoặc độ tự cảm của cuộn sơ cấp.

Ton = khoảng thời gian khi công tắc được BẬT

Khi công tắc TẮT

VL (phụ) - VD - Vault = 0

Điện áp diode giảm sẽ bằng không ở điều kiện lý tưởng

VL (phụ) - Vout = 0

VL (phụ) = Vout

VL = Ls di / dt

di = (VL thứ cấp / Ls) / dt

Vì VL thứ cấp = Vout

Vì thế,

di = Vout / Ls) X dt

Bằng cách áp dụng tích hợp, chúng tôi nhận được

Isec = (Vsec / Ls) (T - Tấn)

Tổng năng lượng truyền được biểu thị bằng

Esec = ½ [(Vsec / Ls). (T - Giai điệu)]^hai. Ls

Trong đó Vsec = điện áp ở cuộn thứ cấp = tổng điện áp ra ở tải

Ls = độ tự cảm của cuộn thứ cấp

T = chu kỳ tín hiệu pwm

Ton = chuyển đổi thời gian BẬT

“mạch bể là gì ”

Hoạt động của Bộ chuyển đổi Flyback / Nguyên tắc làm việc

Hoạt động của bộ chuyển đổi flyback có thể được hiểu từ sơ đồ trên. Nguyên lý làm việc dựa trên chế độ chuyển đổi nguồn cung cấp điện (SMPS).

Khi công tắc ở vị trí ON, không có sự truyền năng lượng giữa đầu vào và tải. Tổng năng lượng sẽ được lưu trữ trong cuộn sơ cấp của mạch. Tại đây điện áp thoát Vd = 0 và dòng điện Ip đi qua cuộn sơ cấp. Năng lượng được lưu trữ dưới dạng từ cảm của máy biến áp và dòng điện tăng tuyến tính theo thời gian. Sau đó, diode trở thành phân cực ngược và không có dòng điện chạy đến cuộn thứ cấp của máy biến áp và tổng năng lượng được lưu trữ trong tụ điện được sử dụng ở đầu ra.

Khi công tắc ở vị trí TẮT, năng lượng được truyền cho tải bằng cách thay đổi cực tính của cuộn dây máy biến áp do từ trường và mạch chỉnh lưu bắt đầu chỉnh lưu điện áp. Tổng năng lượng trong lõi sẽ được chuyển sang tải sẽ được chỉnh lưu và quá trình sẽ được tiếp tục cho đến khi năng lượng trong lõi cạn kiệt hoặc cho đến khi công tắc được BẬT.

Cấu trúc liên kết chuyển đổi Flyback

Cấu trúc liên kết của bộ chuyển đổi flyback có khả năng thích ứng, linh hoạt, thiết kế SMPS (nguồn cung cấp chế độ chuyển đổi) đơn giản được sử dụng chủ yếu với các đặc tính hiệu suất tốt mang lại lợi thế cho nhiều ứng dụng.
Các đặc tính hiệu suất của cấu trúc liên kết chuyển đổi flyback được hiển thị bên dưới.

Cấu trúc liên kết Flyback

Các dạng sóng trên cho thấy sự chuyển đổi đột ngột và dòng điện đảo chiều của cuộn sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp quay ngược. Điện áp đầu ra sẽ được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh các hoạt động bật / tắt của chu kỳ làm việc của cuộn sơ cấp. Chúng ta có thể cách ly đầu vào và đầu ra bằng cách sử dụng phản hồi hoặc bằng cách sử dụng một cuộn dây bổ sung trên máy biến áp

Flyback Topology SMPS

Các sơ đồ SMPS topo flyback được hiển thị bên dưới.

Thiết kế cấu trúc liên kết flyback SMPS yêu cầu ít hơn. Các thành phần cho một dải công suất nhất định khi so sánh với các cấu trúc liên kết SMPS khác. Nó có thể hoạt động cho một nguồn AC hoặc DC nhất định. Nếu đầu vào được lấy từ nguồn AC, thì điện áp đầu ra sẽ được chỉnh lưu hoàn toàn. Ở đây MOSFET được sử dụng như một SMPS.

Hoạt động của cấu trúc liên kết flyback SMPS hoàn toàn dựa trên vị trí của công tắc, tức là MOSFET.

Flyback Topology SMPS

Nó có thể hoạt động ở chế độ liên tục hoặc ngừng dựa trên vị trí của công tắc hoặc FET. Trong mô hình đã ngừng sản xuất, dòng điện trong cuộn thứ cấp trở thành 0 trước khi công tắc được BẬT. Trong chế độ liên tục, dòng điện trong thứ cấp không trở thành 0.

Khi công tắc TẮT, năng lượng tích trữ trong điện cảm rò rỉ của máy biến áp chảy qua cuộn sơ cấp và được hấp thụ bởi mạch kẹp đầu vào hoặc mạch snubber. Vai trò của mạch snubber là bảo vệ công tắc khỏi điện áp cảm ứng cao. Sẽ có sự tiêu tán điện trong quá trình chuyển đổi BẬT và TẮT của công tắc.

SMPS Flyback Transformer Design

Thiết kế biến áp flyback SMPS phổ biến hơn so với các thiết kế cấp nguồn thông thường vì chi phí thấp, hiệu quả và thiết kế đơn giản. Nó cách ly cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp của máy biến áp cho nhiều đầu vào nhất định và cung cấp nhiều điện áp đầu ra, có thể dương hoặc âm.

Thiết kế cơ bản của biến áp flyback SMPS khi công tắc được BẬT và TẮT được hiển thị bên dưới. Nó cũng được sử dụng như một bộ chuyển đổi điện năng cách ly. Máy biến áp flyback được sử dụng trong thiết kế có chứa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, được tách biệt về mặt điện để tránh khớp nối quá độ, vòng nối đất và cung cấp tính linh hoạt.

Công tắc máy biến áp đang BẬT

Việc sử dụng thiết kế biến áp flyback SMPS có lợi thế hơn so với thiết kế biến áp thông thường. Ở đây dòng điện không chạy qua cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp cùng một lúc vì pha của cuộn dây bị đảo ngược như trong hình trên.

Công tắc máy biến áp đang TẮT

Nó tích trữ năng lượng dưới dạng từ trường trong cuộn sơ cấp trong một khoảng thời gian nhất định và chuyển sang cuộn sơ cấp. Điện áp tải đầu ra tối đa, phạm vi hoạt động, phạm vi điện áp đầu vào và đầu ra, khả năng cung cấp điện và đặc tính của chu kỳ quay ngược là các thông số quan trọng trong thiết kế máy biến áp quay ngược SMPS.

Các ứng dụng

Các ứng dụng chuyển đổi flyback Chúng tôi,

Được sử dụng trong máy thu hình và máy tính có công suất thấp lên đến 250W
Được sử dụng trong nguồn điện Stand by trong máy tính điện tử (chế độ chuyển đổi công suất thấp)
Được sử dụng trong điện thoại di động và bộ sạc di động
Được sử dụng trong các nguồn cung cấp điện áp cao như tivi, CRT, Laser, đèn pin và thiết bị sao chép, v.v.
Được sử dụng trong nhiều nguồn điện đầu vào-đầu ra
Được sử dụng trong các mạch truyền động cổng cách ly.

Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về công cụ chuyển đổi flyback - thiết kế, nguyên lý làm việc, hoạt động, cấu trúc liên kết, thiết kế biến áp bay ngược SMPS, cấu trúc liên kết, thiết kế cấu trúc liên kết SMPS và các ứng dụng. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, 'Ưu điểm của bộ chuyển đổi flyback là gì? “