Flyback Converter tápegységek - InfoTip Compendium
1. Elmélet és alap áramkörök
Az alap áramkör
A Flyback átalakító megfelel egy ilyen áramkör összes követelményének. Alacsony alkatrészszám és magas működési megbízhatóság jellemzi. Az 1. ábra az a általános kapcsolási rajzát mutatja Flyback átalakító. Bipoláris, vagy újabb áramkörökben egy Q MOSFET tranzisztor, amelyet impulzusszélességű modulált vezérlőfeszültség kapcsol ki és be. Az L transzformátor köztes energiatárolóként működik. A D szekunder dióda átadja az energiát a CS másodlagos tároló kondenzátornak.
Funkcionális elmélet
Gyakorlati szempontok
A Q tranzisztor fordított feszültsége
Közben Blokkoló szakasz A szekunder tekercsben indukált U2 feszültséget a Q tranzisztor alakítja vissza a transzformátor tekercselési arányának megfelelően. Ott hozzáadódik az UP primer feszültséghez. A Q feletti UDS feszültség 700 V fölé emelkedhet (230 V hálózati feszültség mellett). A tranzisztor be Flyback konverterek ezért a Záróirányú feszültség legalább 800V. Elméletileg a Záróirányú feszültség még mindig sokkal magasabb legyen. Mivel a t1b kikapcsolás pillanatában a transzformátor LS szivárgásinduktivitásának energiáját nem lehet a szekunder tekercsen keresztül levezetni. A nagyfeszültségű csúcs tehát összeadja az UDS-t. Annak érdekében, hogy ezt a feszültségcsúcsot elfogadható szinten tartsa, egy mentesítő hálózatban kell elterelni (úgynevezett snubber áramkör, 3. ábra). Az LS szivárgásinduktivitás áramát a DE diódán át vezetjük a CE kondenzátorba. A RE ellenállás kisüti a CE-t az elsődleges feszültségbe. Néhány watt teljesítményveszteség keletkezik az ellenállásban.
3. ábra: Segélyhálózat (snubber kör)
Teljesítményveszteség a Q tranzisztorban
A t1 bekapcsolási pillanatban UDS = FEL. A Hálózati feszültség 230 V-tól ez kb. 320 V. Ha a Q tranzisztort egyszerűen meredek éllel kapcsolnák be, akkor a tranzisztoron átáramló áram korlátlanul megemelkedne és azonnal megsemmisítené a tranzisztort. Ezért az áram áramlását az IG-ből a tranzisztor bázisába vagy kapujába megfelelő áramköri intézkedésekkel késleltetni kell. Ez biztosítja a transzformátoron keresztüli áram lineáris növekedését is. A késés azonban a tranzisztor teljesítményveszteségének növekedéséhez is vezet, mivel nem válik azonnal teljesen alacsony ellenállásúvá. Valami hasonlót kell figyelembe venni a tranzisztor kikapcsolásakor. Túl gyors Zár a tranzisztor megakadályozza a Korlátozó rétegek, mi a Záróirányú feszültség a tranzisztor jelentősen csökkentheti. Az IDS jelenlegi útvonalán lévő kis fojtók vagy ferritgyöngyök késleltetik ezt Zár tranzisztor elegendő, ami viszont áramveszteséghez vezet a tranzisztorban.
Az L transzformátor tulajdonságai
A transzformátor egyben Adó blokkolása (Átalakító transzformátor, SM (kapcsolt üzemmódú) transzformátor) a hagyományos értelemben nem transzformátor. Valójában ez inkább egy másodlagos tekercsű tároló fojtószelep. A különlegesség az, hogy a tranzisztor vezető fázisában ("előremenő fázis") az energia a transzformátorban és ez a Blokkoló szakasz ("Visszatérési fázis") felszabadul a másodlagos oldalra. A mágneses energia a transzformátor légrésében tárolódik. A légrés linearizálja a mag mágneses fluxusát is, ami pozitív hatással van a mag lineáris szabályozási viselkedésére Tápegység terhelésváltozások során befolyásolja. A transzformátor ezen szokatlan kialakítására azért van szükség, hogy össze lehessen kapcsolni egy fojtótekercs elektromágneses tulajdonságait és a transzformátor alapvető galvánikus szigetelését.
Szabályozás és szinkronizálás
A video- és audiokimenet energiafogyasztása folyamatosan változik, amikor a képtartalom és a hang hangereje beszéd vagy zene révén változik. Ez természetesen ezt terhelésváltozásként befolyásolja adapter ki. Ha a terhelés növekszik (RL 3. ábra) egy üzemi feszültségsínen, akkor a megfelelő feszültség (US) csökken. Egy zárt vezérlő hurok stabilizálja az a kimeneti feszültségét Tápegység. A szokásos vezérlő hurokban csak egy üzemi feszültség szabályozható az elsődleges oldalon. Vagy a "legérzékenyebb", vagy a legnagyobb szekunder üzemi feszültséget használják erre. A szekunder tekercsek egymáshoz kapcsolása miatt az összes többi üzemi feszültség automatikusan stabilizálódik a kapcsolás mértékének megfelelően.
Mint fentebb említettük, ez létrehoz Zár a tranzisztor interferencia-sugárzásának legnagyobb része Tápegység. Ez észrevehetővé válhat gyöngysorként vagy hasonló rendellenességként a képen. Egyszerű trükk ennek elkerülésére a tranzisztor kikapcsolási idejének szinkronizálása a vízszintes visszarúgás impulzussal. A vízszintes visszatérés során a kép elsötétül, és a zavarok egyszerűen nem láthatók. A szinkronizálás az oszcillátor beállításával történik az impulzusszélesség modulátorban.
Pulzusszélesség modulátor
Az im vezérlése adapter A szállított energia mennyisége így nagyon könnyen előállítható az UC PWM vezérlőjel impulzus-tényezőjén keresztül.
Adó blokkolása-Áramforrás egyetlen frekvencián működjön a terheléstől függetlenül (az 5. ábra jeldiagramja: t1 = t2 = t3). Az RG és CG frekvencia-meghatározó komponensekkel ellátott RC oszcillátor rögzített amplitúdójú fűrészfogfeszültséget generál, ugyanúgy rögzített egyenáramú offszet feszültséggel. Ez a fűrészfog-feszültség a PWM vivőfrekvenciája. A modulátor egy komparátorból áll. Az UE 'modulációs feszültség az UE hibafeszültség a feldolgozott szekunder oldaláról egy hibaerősítőben Tápegység. Az összehasonlító az UE 'és a fűrészfog egybeesési idejét méri. Minél hosszabb az egybeesés, annál hosszabb a pozitív része a PWM-nek.
5. ábra: Az impulzusszélesség-modulátor elve
Mivel az átalakító transzformátor kisütése (= a másodlagos dióda vezető befejezési ideje) megegyezik a töltési idővel (= a kapcsolási tranzisztor vezetőképes befejezési ideje), ezért a PWM impulzus-terhelési tényezője soha nem haladhatja meg az 50% -ot a pozitív részben. A hibaerősítő referenciafeszültsége biztosítja az UE egyenáramú offset feszültségét, így a fűrészfog soha nem merülhet túl mélyre az UE-be, még akkor sem, ha teljes terhelés esetén az UE nagyon alacsony lesz.
Egyéb szélsőséges helyzetek Tápegység, mint például az indítást, amikor az UE még nem áll rendelkezésre, vagy alacsony terhelésű üzemben, amikor a Q tranzisztor bekapcsolási ideje rendkívül rövid, fel kell ismerni és meg kell kerülni további vezetékekkel.
2. A flyback konverter elvének megvalósítása
Az itt bemutatott áramkör áramban van Áramforrás 32 "-es LCD TV-hez használják. A 12 V kimeneti feszültséget csak a jelszintek biztosítására használják. A 12V adapter legfeljebb 50 W energiát kell leadnia. Amikor a készülék készenléti állapotban van, a adapter csak a távirányító mikrovezérlője és infravörös vevője.
12 V-os visszacsatolt tápegység áramköre LCD TV-hez
A 12 V-os tápegység a TOP246Y (IC01) integrált áramkör egy 7 tűs TO220 csomagolásban (a 6. érintkezőt nem használjuk). Ezzel az IC-vel a Flyback átalakító tápegység néhány tucat watt energiával (max. 90-125W), csak néhány külső alkatrésszel. Egy MOSFET kimeneti tranzisztor vezérlő logikájával, oszcillátorával és vezérlő fokozatával van integrálva az IC-be.
A 12 V-os tápegység két üzemmóddal rendelkezik és másodlagosan vezérelt. Két üzemi feszültséget generál. A szekunder oldalon a + 12V, az elsődleges oldalon az UAUX segédfeszültség. 5 V-os üzemi feszültséget kap a + 12 V-ból lefelé átalakítóval (itt nem látható).
A bekapcsolás után a készülék mindig készenléti állapotban indul. Az, hogy a készülék készenléti állapotban marad-e, vagy teljes működésbe lép-e, a másodlagos oldal terhelésétől függ.
6. ábra: 12 V-os tápfeszültség áramkör
Indítás és szabályozás
Váltás teljes és alacsony terhelés között (készenlét)
A kapcsoló frekvenciái Tápegység az IC-ben vannak rögzítve. Ha az 5-ös (FREQ) és a 4-es (SOURCE) érintkezõ csatlakozik egymáshoz, akkor a kapcsolási frekvencia 132 kHz. Ebben adapter Az 5. érintkező (FREQ) és az 1. érintkező (CONTROL) össze vannak kötve. A kapcsolási frekvencia teljes üzemben 66kHz-re van állítva. Ha a terhelés csökken, akkor a kapcsoló tranzisztor vezérlő impulzusai egyre rövidebbek lesznek. 10% -nál kevesebb munkaciklus mellett az IC alacsony terhelésű üzemmódba kapcsol, és a könnyű terhelés frekvenciacsökkentése lineárisan 30kHz-re vagy 15kHz-re csökkenti a kapcsolási frekvenciát. Ennek az alváznak normál készenléti üzemmódjában a kapcsolási frekvencia kb. 21 KHz.
Védelmi funkciók a TOP246-ban
Egy belső ciklusonkénti túláram-védelmi áramkör összehasonlítja a vezető kapcsoló tranzisztor leeresztő feszültségét a forrás feszültségével. Ha a forrás feszültsége a 3. tűnél beállított küszöbérték fölé emelkedik, amikor az áram nagy, akkor a kapcsoló tranzisztort idő előtt blokkoljuk.
Az üzemi feszültség Tápegység felügyelt. Az R03 és R04 közötti áramot mérjük. Növeli a Hálózati feszültség bekapcsolt állapotban (pl. a PFC átalakító vezérlési hibája miatt) a 2. érintkezőben (vonal értelemben) az áram is növekszik. 2,5 V) bemeneti feszültségnél alacsonyabb a kimeneti (katód) feszültség. Ha a bemeneti feszültség 2,5 V alá csökken, akkor a kimeneti feszültség növekszik. Ez a feszültségváltozás árammodulációt generál az optocsatoló LED-jében (IC03). R10 itt korlátozza az áramot. Az R08/C08 RC kombináció meghatározza a fokozat vezérlési tulajdonságait. Az IC03 optocsatoló továbbítja a vezérlő információt az elsődleges oldalon az IC01 1. tűjéhez. A belső kapcsoló tranzisztor bekapcsolási ideje (t on) (és így a from adapter az átadott energia mennyisége) szabályozható.
Túlfeszültség védelem
Mindent bele 12 V-os tápegység a generált üzemi feszültségeket figyeljük a túlfeszültségre. Ha az elsődleges UAUX segédfeszültség vezérlési hiba miatt 6 V fölé emelkedik, a ZD01 Zener dióda megszakad és rövidzárlatot hoz létre az 1. érintkezőnél. Az 1. tű alulfeszültség-felügyelete azonnal kikapcsolja a TOP246-ot.
Ha az egyik szekunder üzemi feszültsége 12 V-os tápegység vagy egy másik Tápegység túl magasra emelkedik, a megfelelő Z-dióda (ZD02/ZD03/ZD04) küszöbérték áttör és áramot juttat az IC04 optocsatoló LED-jéhez. A fototranzisztor alacsony ellenállásúvá válik, és meggyújtja a D05 tirisztort. A korábbiakhoz hasonlóan a Top246 1. érintkezője rövidzárlatos a testhez, és az 1. tű alulfeszültség-ellenőrzése kikapcsolja az IC-t.
Következtetés
Flyback átalakító A klasszikus alapáramkörben, csupán 80% -os hatékonysággal, már nem naprakészek a néhány 10 watt feletti teljesítménytartományban történő használatra. A jelenlegi áramkörökben csak ebben a verzióban használják Alacsony tápegységek vagy készenléti tápegységek. A Flyback átalakító elve maga azonban nagyon erős és rugalmas, és tucatnyi modern változatban tovább fejlesztették.
HITELESÍTŐ ADATOK
web Linkek
Jogi nyilatkozat
Amennyiben ezen a oldalon védjeggyel ellátott kifejezéseket, védett (szó és/vagy kép) márkákat vagy védett termékneveket említenek, kifejezetten felhívjuk a figyelmet arra, hogy ezeket a márkákat, neveket és kifejezéseket itt kizárólag a termékek szerkesztői leírása vagy azonosítása céljából említjük. megnevezett termékeket és/vagy gyártókat vagy a leírt technológiákat.
A jelen összefoglalóban említett védett márkanévre és/vagy terméknévre vonatkozó minden jog a megfelelő tulajdonosok tulajdonát képezi, és ezennel kifejezetten elismert. A cikkekben említett és harmadik felek által esetlegesen védett összes márkára és védjegyre korlátozás nélkül vonatkoznak a vonatkozó védjegyjog rendelkezései és az adott bejegyzett tulajdonos tulajdonjoga.
A terméknevek, termékek és/vagy az adott termékgyártó megnevezése csak tájékoztató jellegű, és nem minősül reklámnak. Az InfoTip nem vállal felelősséget e termékek kiválasztásával, teljesítményével vagy használhatóságával kapcsolatban.
Amennyiben szándékunkkal megsértik harmadik felek jogait, ingyenes értesítést kérünk.