Wprowadzenie do transformatora Flyback

Jak wszyscy wiecie, transformator jest urządzeniem elektrycznym, które przekształca wysokie napięcie na niskie napięcie i odwrotnie, wykorzystując wzajemną indukcję.

Transformator typu flyback to specjalny rodzaj transformatora podwyższającego napięcie, który generuje sygnały wysokiego napięcia i ma ogromny potencjał wzmacniający. Kinkiety obrazowe i telewizory CRT to tylko niektóre przykłady zastosowań, w których używany jest transformator typu flyback.

Przy napięciu wejściowym 230 V transformatory te mogą zapewnić napięcie wyjściowe około 20,000 V. Mogą pracować nawet przy napięciach tak niskich jak 12 V do 5 V.

Projekt transformatora typu flyback

Składa się z niewielkiej liczby elementów elektrycznych. Na wejściu znajduje się urządzenie przełączające składające się z tranzystorów lub MOSFET-ów, które służy do włączania i odcinania napięcia wejściowego cewki pierwotnej. Cewka wtórna posiada diodę, która ogranicza przepływ prądu przy polaryzacji zaporowej.

Rys. 1. Budowa transformatora typu flyback

W przeciwieństwie do zwykłych transformatorów, transformator typu flyback jest zaprojektowany w taki sposób, że można go wzbudzić napięciem stałym. Uzwojenie pierwotne jest sterowane za pomocą przełącznika zasilanego prądem stałym. Gdy cewka pierwotna zostanie zasilona, ​​strumień magnetyczny zostanie przeniesiony do cewki wtórnej. Ponieważ jednak cewka wtórna jest podłączona do diody z polaryzacją zaporową, prąd jest gromadzony. Dlatego następny impuls przychodzący z uzwojenia pierwotnego dodaje zgromadzony prąd (tj. energię zmagazynowaną w poprzednim impulsie). To późniejsze dodanie skutkuje bardzo wysokim impulsem energii elektrycznej na wyjściu.

Zasada transformatora Flyback

Transformator typu flyback działa poprzez magazynowanie energii w postaci pola magnetycznego podczas pierwszej połowy cyklu, a następnie uwalnianie tej energii za pomocą odwrotnego napięcia na zaciskach. Urządzenie wykorzystuje diodę (znaną również jako dioda flyback) do przewodzenia i zatrzymywania przesyłu energii.

Rys. 2: Prąd przy włączaniu i wyłączaniu

Gdy wyłącznik cewki pierwotnej znajduje się w stanie włączenia, wówczas z powodu indukcyjności wytwarza się prąd elektryczny. Cewka wtórna połączona szeregowo z diodą flyback przeciwdziała tworzeniu się prądu. Zamiast tego energia jest magazynowana w rdzeniu magnetycznym.

Prąd po wyłączeniu

Gdy przełącznik cewki pierwotnej znajduje się w stanie wyłączonym, polaryzacja napięcia zostaje odwrócona ze względu na magnetyczne prawo indukcji, powodując przesunięcie diody w kierunku polaryzacji w kierunku przewodzenia. Zatem teraz cewka wtórna zaczyna przewodzić prąd.

Zaleta konwertera Flyback

Można dostarczać wiele napięć, gdy są odizolowane od uzwojenia pierwotnego.

Za pomocą jednego elementu sterującego można regulować wiele napięć

Może pracować w szerokim zakresie napięcia wejściowego

Zastosowanie transformatora Flyback

Telewizor CRT do sterowania poziomą wiązką sterującą

System telekomunikacyjny do konwersji napięcia DC-DC

Aeronautyka w celu uzyskania zasilania elektrycznego wysokiego napięcia

Przetwornice elektryczne wykorzystują ten transformator przy zmiennych częstotliwościach i przekształcają niskie napięcie na wysokie napięcie

Transformatory te są również używane wraz z silnikami przemysłowymi, generatorami i pompami