ממיר ה- flyback מתוכנן כמו אספקת החשמל במצב החלף מ- 70 השנים האחרונות לבצע כל סוג של המרה כמו AC ל- DC ו- DC ל- DC. תכנון ה- flyback נתן את היתרון לפתח את הטלוויזיה לתקשורת בראשית שנות השלושים עד הארבעים. הוא משתמש במושג אספקת מיתוג לא ליניארי. ה שנאי flyback אוגר אנרגיה מגנטית ופועל כ- מַשׁרָן בהשוואה לעיצוב שאינו flyback. מאמר זה עוסק בסך הכל בממיר flyback ובטופולוגיה שלו.
מהו ממיר Flyback?
ממירי Flyback מוגדרים כממירי הספק, הממירים AC ל DC עם בידוד גלווני בין הכניסות והיציאות. הוא אוגר את האנרגיה כאשר הזרם זורם במעגל ומשחרר את האנרגיה בעת הסרת הכוח. הוא השתמש במשרן המצויד הדדית ופועל כממיר מיתוג מבודד עבור שנאי מתח מדורגים או מגבירים.
זה יכול לשלוט ולווסת את מתח המוצא המרובה עם מגוון רחב של מתח כניסה. ה רכיבים נדרש לתכנון ממיר זבוב בהשוואה למעגלי אספקת חשמל אחרים. המילה flyback מכונה פעולת הפעלה / כיבוי של המתג המשמש בתכנון.
עיצוב ממיר Flyback
עיצוב ממיר ה- flyback פשוט מאוד ומכיל רכיבים חשמליים כמו שנאי flyback, מתג, מיישר, פילטר ומכשיר בקרה כדי להניע את המתג ולהשיג ויסות.
המתג משמש להפעלה או כיבוי של המעגל הראשי, שיכול למגנט את השנאי או להגדיל אותו. אות ה- PWM מהבקר שולט בתפעול המתג. ברוב העיצובים של שנאי ה- flyback, FET או MOSFET או טרנזיסטור בסיסי משמשים כמתג.
עיצוב ממיר Flyback
מיישר מיישר את המתח של המתפתל המשני כדי לקבל תפוקת DC פועמת ומנתק את העומס מהסלילה המשנית של השנאי. הקבל מסנן את מתח המוצא של המיישר ומגביר את רמת יציאת ה- DC לפי היישום הרצוי.
שנאי ה- flyback משמש כמשרן לאחסון האנרגיה המגנטית. הוא מתוכנן כמשרן שני מצמידים, הפועל כסלילה ראשונית ומשנית. הוא פועל בתדרים גבוהים של כמעט 50KHz.
חישובי עיצוב
יש לקחת בחשבון את חישובי תכנון ממיר flyback של יחס הסיבובים, מחזור החובה וזרמי הפיתולים הראשוניים והמשניים. מכיוון שיחס הסיבובים עשוי להשפיע על הזרם הזורם בסיבוב הראשוני והמשני וגם על מחזור החובה. כאשר יחס הסיבוב גבוה, אז גם מחזור החובה הופך גבוה, והזרם העובר בסלילה הראשונית והמשנית פוחת.
מכיוון שהשנאי המשמש במעגל הוא סוג מותאם אישית, לא ניתן לקבל שנאי מושלם עם יחס סיבובים בימינו. מכאן שבחירה בשנאי עם הדירוגים הרצויים וקרוב יותר לדירוגים הנדרשים עשויה לפצות על ההבדל במתח ובהספק.
הפרמטרים האחרים כמו חומר הליבה, ההשפעה של פער האוויר והקיטוב צריכים להילקח על ידי המהנדסים.
חישובי תכנון ממיר ה- flyback על ידי בחינת מיקום המתג נדונים להלן.
כאשר המתג פועל
Vin - VL - Vs = 0
במצב אידיאלי, Vs = 0 (ירידת מתח)
לאחר מכן Vin - VL = 0
VL = Lp di / dt
di = (VL / Lp) x dt
מאז VL = Vin
di = (Vin / Lp) x dt
על ידי יישום שילוב על שני הצדדים אנו מקבלים,
הנוכחי בפיתול הראשוני הוא
Ipri = (Vin. / Lp) טון
האנרגיה הכוללת המאוחסנת בפיתול הראשוני היא,
אפרי = ½ איפרישתייםX Lp
איפה Vin = מתח כניסה
Lp = השראות של סלילה ראשונית או השראה ראשונית.
טון = תקופה בה מתג מופעל
כאשר המתג כבוי
VL (משני) - VD - קמרון = 0
ירידת מתח הדיודה תהיה אפס במצב אידיאלי
VL (משני) - Vout = 0
VL (משני) = Vout
VL = Ls di / dt
di = (VL משני / Ls) / dt
מאז VL משני = Vout
לָכֵן,
di = Vout / Ls) X dt
על ידי יישום שילוב, אנו מקבלים
Isec = (Vsec / Ls) (T - Ton)
סך האנרגיה המועברת מתבטאת כ-
Esec = ½ [(Vsec / Ls). (T - טון)]שתיים. Ls
איפה Vsec = מתח בפיתול המשני = מתח פלט כולל בעומס
Ls = השראות של סלילה משנית
T = תקופת אות pwm
טון = הפעל זמן
הפעלת ממיר Flyback / עקרון עבודה
ניתן להבין את פעולת ממיר ה- flyback מהתרשים שלמעלה. עקרון העבודה מבוסס על מצב אספקת החשמל במצב מתג (SMPS).
כאשר המתג נמצא במצב ON, אין העברת אנרגיה בין הכניסה לעומס. האנרגיה הכוללת תאוחסן בפיתול העיקרי של המעגל. כאן מתח ניקוז Vd = 0 וה- Ip הנוכחי עובר דרך הסלילה הראשית. האנרגיה נשמרת בצורה של ההשראה המגנטית של השנאי והזרם עולה עם הזמן באופן ליניארי. ואז הדיודה הופכת למוטה הפוכה ושום זרם לא זורם לפיתול המשני של השנאי והאנרגיה הכוללת מאוחסנת בקבל המשמש ביציאה.
כאשר המתג נמצא במצב OFF, האנרגיה מועברת לעומס על ידי שינוי הקוטביות של פיתולי השנאי בגלל השדה המגנטי ומעגל המיישר מתחיל לתקן את המתח. האנרגיה הכוללת שבליבה תועבר לעומס תוקנה והתהליך ימשיך עד שהאנרגיה בליבה תתאבד או עד שהמתג יופעל.
ממיר Flyback טופולוגיה
הטופולוגיה של ממיר ה- flyback היא עיצוב מותאם, גמיש, ופשוט משמש לרוב SMPS (מתג אספקת חשמל) עם מאפייני ביצועים טובים המעניק יתרון ליישומים רבים.
מאפייני הביצועים של הטופולוגיה של ממיר ה- flyback מוצגים להלן.
טופולוגיית Flyback
צורות הגל שלעיל מראות את המעברים והזרם ההיפוך הפתאומיים של הסיבוב הראשוני והמשני של שנאי ה- flyback. מתח המוצא יווסת על ידי התאמת פעולות ההפעלה / כיבוי של מחזור החובה של הסלילה הראשית. אנו יכולים לבודד את הקלט והפלט באמצעות המשוב, או באמצעות סלילה נוספת על השנאי
טופולוגיה Flyback SMPS
דיאגרמות ה- SMPS הטופולוגיות של flyback מוצגות להלן.
תכנון ה- SMPS הטופולוגי של flyback דורש פחות. מרכיבים לטווח הספק נתון בהשוואה לטופולוגיות SMPS אחרות. זה יכול לפעול עבור מקור AC או DC נתון. אם הקלט נלקח ממקור AC, אז מתח המוצא יתוקן לחלוטין. כאן MOSFET משמש כ- SMPS.
הפעולה של טופולוגיית ה- flyback של SMPS מבוססת לחלוטין על מיקום המתג, כלומר, MOSFET.
טופולוגיה Flyback SMPS
זה יכול לפעול במצב רציף או מופסק על בסיס מיקום המתג או FET. במודל שהופסק, הזרם בפיתול המשני הופך לאפס לפני הפעלת המתג. במצב רציף, הזרם המשני לא הופך לאפס.
כאשר המתג כבוי, האנרגיה המאוחסנת בהשראות הדליפה של השנאי זורמת דרך הפיתול הראשוני ונספגת במעגל מהדק הכניסה או במעגל הצנרת. תפקידו של מעגל הצנרת הוא להגן על המתג מפני מתח אינדוקטיבי גבוה. תהיה הפסקת חשמל במהלך מעברי ה- ON וה- OFF של המתג.
SMPS Flyback עיצוב שנאי
עיצוב שנאי ה- SMB flyback פופולרי יותר מתכנוני אספקת חשמל רגילים בגלל העלות הנמוכה, היעילות והעיצוב הפשוט שלו. הוא מבודד את סלילה ראשונית ומשנית של השנאי עבור כניסות מרובות נתונות ומספק מתח יציאה מרובה, שעשוי להיות חיובי או שלילי.
התכנון הבסיסי של שנאי ה- SMPS flyback כאשר המתג מופעל וכיבוי מוצג להלן. הוא משמש גם כממיר כוח מבודד. שנאי ה- flyback המשמש בתכנון מכיל סלילה ראשונית ומשנית, מופרד חשמלי כדי למנוע צימוד חולף, לולאות קרקע ומספק גמישות.
מתג שנאי פועל
לשימוש בתכנון שנאי SMB עם חזרה יש יתרון על פני עיצוב שנאי קונבנציונאלי. כאן הזרם אינו זורם דרך הסלילה הראשונית והמשנית בו זמנית מכיוון ששלב הסלילה הופך כפי שמוצג באיור לעיל.
מתג שנאי כבוי
הוא אוגר את האנרגיה בצורה של השדה המגנטי בפיתול הראשוני למשך זמן מסוים ומועבר לפיתול הראשוני. מתח העומס המוצא המרבי, טווחי ההפעלה, טווחי מתח הכניסה והפלט, יכולת אספקת החשמל והמאפיינים של מחזורי החזרה הם הפרמטרים החשובים בתכנון שנאי ה- SMB.
יישומים
ה יישומי ממיר flyback הם,
- משמש במכשירי טלוויזיה ובמחשבים בעלי הספק נמוך של עד 250W
- משמש בכונני חשמל במצב המתנה במחשבים אלקטרוניים (מצב מתג מתח נמוך)
- משמש בטלפונים ניידים ובמטענים ניידים
- משמש באספקת מתח גבוה כמו טלוויזיה, CRT, לייזרים, פנסים והתקני העתקה וכו '.
- משמש במספר ספקי כוח קלט-פלט
- משמש במעגלי כונן שער מבודדים.
לפיכך, מדובר בכל סקירה כללית של ממיר ה- flyback - תכנון, עקרון עבודה, תפעול, טופולוגיה, תכנון שנאי זבוב SMPS, טופולוגיה, תכנון טופולוגיה SMPS ויישומים. הנה שאלה עבורך, 'מה היתרונות של ממיר flyback? '
