Flyback захранвания - сборник InfoTip
1. Теория и основни схеми
Основната схема
The Flyback конвертор отговаря на всички изисквания за такава схема. Характеризира се с малък брой компоненти и високо ниво на експлоатационна надеждност. Фигура 1 показва основната електрическа схема на a Flyback конвертор. Биполярен или, в по-новите вериги, MOSFET транзистор Q, който се включва и изключва от модулирано с широчина на импулса управляващо напрежение, служи като превключвател. Трансформаторът L действа като междинен акумулатор на енергия. Вторичният диод D прехвърля енергията към вторичния кондензатор за съхранение CS.
Функционална теория
Практически аспекти
Обратно напрежение на транзистора Q
По време на Блокираща фаза Индуцираното във вторичната намотка напрежение U2 се трансформира обратно от транзистор Q според съотношението на намотката на трансформатора. Там се добавя към първичното напрежение UP. Напрежението UDS над Q може да се повиши до над 700V (при 230V мрежово напрежение). Транзисторът в Flyback конвертори следователно трябва да бъде a Обратно напрежение от поне 800V. Теоретично Обратно напрежение все още е много по-висока. Тъй като в момента на изключване t1b, енергията от индуктивността на изтичане LS на трансформатора не може да бъде получена чрез вторичната намотка. Следователно пикът на високо напрежение се добавя към UDS. За да се поддържа този пик на напрежението на приемлива стойност, той трябва да бъде отклонен в релефна мрежа (т.нар. Snubber схема, фиг. 3). Токът от индуктивността на изтичане LS се предава през диода DE в кондензатора CE. Резисторът RE разрежда CE в първичното напрежение UP. В резистора възникват няколко вата загуба на мощност.
Фигура 3: Релефна мрежа (снубер кръг)
Загуба на мощност в транзистор Q
В момент на включване t1, UDS = НАГОРЕ. В a Мрежово напрежение от 230V това е приблизително 320V. Ако транзисторът Q просто се включи със стръмен ръб, токът през транзистора би се повишил за неопределено време и незабавно би унищожил транзистора. Следователно повишаването на управляващия ток от IG в основата или в портата на транзистора трябва да се забави чрез подходящи мерки на веригата. Това също така осигурява линейно увеличаване на тока през трансформатора. Забавянето обаче води и до увеличаване на загубата на мощност в транзистора, тъй като не става веднага напълно ниско съпротивление. Нещо подобно трябва да се вземе предвид при изключване на транзистора. Твърде бързо Ключалка на транзистора предотвратява Бариерни слоеве, какво Обратно напрежение на транзистора може значително да намали. Малки дросели или феритни топчета в текущия път на IDS забавят това Ключалка на транзистора е достатъчно, което от своя страна води до загуба на мощност в транзистора.
Свойства на трансформатора L
Трансформаторът в едно Блокиращ преобразувател (Трансформаторен трансформатор, SM (превключен режим) трансформатор) не е трансформатор в традиционния смисъл. Всъщност това е по-скоро дросел за съхранение с вторична намотка. Особеното е, че в проводящата фаза на транзистора ("предна фаза") енергията се съхранява в трансформатора и това в Блокираща фаза („Фаза на връщане“) се пуска към вторичната страна. Магнитната енергия се съхранява във въздушната междина на трансформатора. Въздушната междина също линеаризира магнитния поток в сърцевината, което има положителен ефект върху линейното управление на поведението Захранване влияе по време на промени в натоварването. Този необичаен дизайн на трансформатора е необходим, за да се комбинират електромагнитните свойства на дросел и съществената галванична изолация на трансформатора.
Регулиране и синхронизация
Консумацията на енергия на видео и аудио изходните етапи се променя постоянно, тъй като съдържанието на изображението и силата на звука се променят чрез реч или музика. Това разбира се се отразява на това като промяна на натоварването захранващ адаптер навън. Ако натоварването се увеличи (Фигура 3, RL) на релса с работно напрежение, съответното напрежение (US) намалява. Затворен контур за управление стабилизира изходните напрежения на a Захранване. В стандартните контури за управление само едно работно напрежение може да се регулира от първичната страна. За това се използва или „най-чувствителното“, или най-високото вторично работно напрежение. Поради свързването на вторичните намотки една към друга, всички останали работни напрежения се стабилизират автоматично според степента на свързване.
Както беше посочено по-горе, това създава Ключалка на транзистора по-голямата част от интерференционното излъчване на Захранване. Това може да бъде низ от перли или нещо подобно. Направете забележимо смущение на снимката. Един прост трик, за да се избегне това, е да се синхронизира времето за изключване на транзистора с хоризонталния импулс на откат. По време на хоризонталното връщане картината се затъмнява и смущенията просто не се виждат. Синхронизацията се извършва чрез регулиране на осцилатора в модулатора на широчината на импулса.
Модулатор с широчина на импулса
Контролът на им захранващ адаптер По този начин количеството на транспортираната енергия може да бъде направено много лесно чрез коефициента на импулсно запълване на ШИМ контролния сигнал UC.
Блокиращ преобразувател-Захранвания работят независимо от товара на една честота (диаграма на сигнала на фигура 5: t1 = t2 = t3). RC осцилатор с честотно определящите компоненти RG и CG генерира трионно напрежение с фиксирана амплитуда със също така фиксирано напрежение на постояннотоково отместване. Това трионно напрежение е носещата честота на ШИМ. Модулаторът се състои от компаратор. Модулационното напрежение UE 'е напрежението UE на грешката от вторичната страна на обработения в усилвател за грешка Захранване. Сравнителят измерва времето на съвпадение на UE 'и трион. Колкото по-дълго е съвпадението, толкова по-дълго е положителната част на ШИМ.
Фигура 5: Принцип на модулатора на широчината на импулса
Тъй като разрядът на трансформатора (= проводящо крайно време на вторичния диод) е равен на времето на зареждане (= проводящо крайно време на превключващия транзистор Q), коефициентът на импулсно запълване на ШИМ никога не трябва да надвишава 50% в положителната част. Референтното напрежение на усилвателя за грешка осигурява постояннотоково компенсирано напрежение на UE „, така че трионът никога не може да се потопи твърде дълбоко в UE„ дори при пълно натоварване, когато UE “стане много ниско.
Други екстремни ситуации на Захранване, като. Стартирането, когато UE все още не е налично, или при работа с ниско натоварване, когато времето за включване на транзистор Q е изключително кратко, трябва да бъде открито и заобиколено от допълнително окабеляване.
2. Прилагане на принципа на обратния преобразувател
Представената тук схема е в ток Захранвания използва се за 32 "LCD телевизори. Изходното напрежение от 12V се използва само за захранване на нивата на сигнала. 12V захранващ адаптер трябва да доставя до около 50W мощност. Когато устройството е в режим на готовност, захранващ адаптер само микроконтролера и инфрачервения приемник на дистанционното управление.
Верига на 12V захранващо захранване за LCD телевизор
Ядрото на 12V захранване е интегрална схема TOP246Y (IC01) в 7-пинов пакет TO220 (пин 6 не се използва). С този IC е Захранване на конвертора за Flyback с няколко десетки вата мощност (макс. 90-125W) само с няколко външни компонента. В IC е интегриран изходен транзистор MOSFET с неговата логика на управление, осцилатор и контролен етап.
The 12V захранване има два режима на работа и се контролира вторично. Той генерира две работни напрежения. От вторичната страна това е + 12V, от първичната страна е допълнителното напрежение UAUX. Работно напрежение 5V се получава от + 12V с преобразувател надолу (не е показано тук).
След включване устройството винаги се включва в режим на готовност. Дали устройството ще остане в режим на готовност или ще влезе в пълна работа зависи от натоварването на вторичната страна.
Фигура 6: 12V верига за захранване
Стартиране и регулиране
Превключване между работа с пълно и ниско натоварване (режим на готовност)
Честотите на превключване на Захранване са фиксирани в IC. Ако щифт 5 (FREQ) и щифт 4 (SOURCE) са свързани помежду си, честотата на превключване е 132kHz. В това захранващ адаптер Pin 5 (FREQ) и Pin 1 (CONTROL) са свързани помежду си. Честотата на превключване при пълна работа е настроена на 66kHz. Ако натоварването падне, управляващите импулси за превключващия транзистор стават все по-кратки. С работен цикъл по-малък от 10%, IC преминава в режим на ниско натоварване и намаляването на честотата на леко натоварване намалява линейно честотата на превключване до 30kHz или 15kHz. В нормален режим на готовност на това шаси честотата на превключване е приблизително 21 KHz.
Защитни функции в TOP246
Вътрешна верига за защита от свръхток по цикъл сравнява напрежението на източване на проводящия превключващ транзистор с напрежението на източника. Ако напрежението на източника се повиши над праговата стойност, зададена на щифт 3, когато токът е висок, превключващият транзистор се блокира преждевременно.
Работното напрежение на Захранване контролиран. Измерва се токът през R03 и R04. Увеличава Мрежово напрежение включен (например поради грешка в управлението в PFC преобразувателя), токът в щифт 2 (смисъл на линия) също се увеличава. При 2.5V) входното напрежение, толкова по-ниско е изходното (катодно) напрежение. Ако входното напрежение падне под 2.5V, изходното напрежение се увеличава. Това изменение на напрежението генерира текуща модулация в светодиода на оптрона (IC03). R10 ограничава тока тук. RC комбинацията R08/C08 определя управляващите свойства на етапа. Оптодвойникът IC03 прехвърля контролната информация от първичната страна към щифт 1 на IC01. Времето за включване (t on) на вътрешния превключващ транзистор (и следователно от захранващ адаптер количество прехвърлена енергия) може да се контролира.
Защита от пренапрежение
Всичко в 12V захранване генерираните работни напрежения се следят за пренапрежение. Ако първичното спомагателно напрежение UAUX се повиши до повече от 6V поради грешка в управлението, ценеровият диод ZD01 се прекъсва и създава късо съединение на щифт 1. Мониторингът на понижено напрежение на щифт 1 незабавно изключва TOP246.
Ако едно от вторичните работни напрежения на 12V захранване или друг Захранване се издигат твърде далеч, съответната прагова стойност Z-диод (ZD02/ZD03/ZD04) пробива и подава ток към светодиода на оптрона IC04. Фототранзисторът става с ниско съпротивление и запалва тиристора D05. Както преди, щифт 1 на Top246 е късо съединен към земята и мониторингът на пониженото напрежение на щифт 1 след това изключва IC.
Заключение
Flyback конвертор В класическата основна схема, с ефективност от само 80%, те вече не са актуални за използване в диапазона на мощността над няколко 10 вата. В настоящите вериги той се използва само в тази версия Захранвания с ниска мощност или резервни захранвания. The Принцип на Flyback конвертор от друга страна, той е много мощен и гъвкав и е доразвит в десетки съвременни варианти.
АКРЕДИТИВНИ ПИСМА
Уеб връзки
Правно известие
Доколкото на тази страница са споменати търговски марки, защитени марки (думи и/или изображения) или защитени имена на продукти, ние изрично посочваме, че тези марки, имена и термини са споменати тук изключително за редакционното описание или идентификацията на посочени продукти и/или производители или описаните технологии.
Всички права върху защитените имена на марки и/или продукти, споменати в този сборник, са собственост на съответните им собственици и с това са изрично признати. Всички марки и търговски марки, посочени в нашите статии и евентуално защитени от трети страни, са обект без ограничение на разпоредбите на приложимия закон за търговските марки и правата на собственост на съответния регистриран собственик.
Именуването на имена на продукти, продукти и/или съответните производители на продукти е само с информационна цел и не представлява реклама. InfoTip не поема никаква отговорност по отношение на избора, представянето или използваемостта на тези продукти.
Ако правата на трети страни бъдат нарушени срещу нашето намерение, ние искаме известие безплатно.