Surse de alimentare pentru convertor Flyback - InfoTip Compendium
1. Teorie și circuite de bază
Circuitul de bază
Convertor Flyback îndeplinește toate cerințele pentru un astfel de circuit. Se caracterizează printr-un număr redus de componente și un nivel ridicat de fiabilitate operațională. Figura 1 prezintă schema de bază a circuitului a Convertor Flyback. Un comutator este un bipolar sau, în circuite mai noi, un tranzistor MOSFET Q, care este pornit și oprit de o tensiune de control modulată în lățime a impulsului. Transformatorul L acționează ca un depozit intermediar de energie. Dioda secundară D transferă energia către condensatorul de stocare secundar CS.
Teoria funcțională
Aspecte practice
Tensiunea inversă a tranzistorului Q
In timpul Faza de blocare tensiunea U2 indusă în înfășurarea secundară este transformată înapoi de tranzistorul Q în funcție de raportul de înfășurare al transformatorului. Acolo este adăugat la tensiunea primară UP. Tensiunea UDS peste Q poate crește la peste 700V (la tensiunea de rețea 230V). Tranzistorul din Convertoare Flyback trebuie deci să fie un Tensiune inversă de cel puțin 800V. Teoretic, Tensiune inversă să fie încă mult mai mare. Deoarece în momentul opririi t1b, energia din inductanța de scurgere LS a transformatorului nu poate fi derivată prin înfășurarea secundară. Prin urmare, un vârf de înaltă tensiune se adaugă la UDS. Pentru a menține acest vârf de tensiune la un nivel acceptabil, acesta trebuie să fie deviat într-o rețea de relief (așa-numitul circuit snubber, Fig. 3). Curentul de la inductanța de scurgere LS este condus în condensatorul CE prin dioda DE. Rezistorul RE descarcă CE în tensiunea primară UP. Câteva wați de pierdere de putere apar în rezistor.
Figura 3: Rețea de relief (cerc de snubber)
Pierderea de putere în tranzistorul Q
La momentul pornirii t1, UDS = UP. La o Tensiunea principala de la 230V aceasta este de aproximativ 320V. Dacă tranzistorul Q ar fi pur și simplu pornit cu o margine abruptă, curentul prin tranzistor ar crește la nesfârșit și ar distruge tranzistorul imediat. Prin urmare, creșterea curentului de control de la IG în bază sau în poarta tranzistorului trebuie întârziată prin măsuri de circuit adecvate. Acest lucru asigură, de asemenea, o creștere liniară a curentului prin transformator. Cu toate acestea, întârzierea duce, de asemenea, la o creștere a pierderii de putere a tranzistorului, deoarece nu devine imediat cu rezistență redusă. Ceva similar trebuie luat în considerare la oprirea tranzistorului. Prea repede Lacăt a tranzistorului împiedică Straturi de barieră, ce Tensiune inversă tranzistorului se poate reduce semnificativ. Choke-uri mici sau margele de ferită în calea curentă IDS întârzie acest lucru Lacăt tranzistorului este suficient, ceea ce duce la pierderea de putere a tranzistorului.
Caracteristicile transformatorului L.
Transformatorul într-unul Traductor de blocare (Transformator transformator, transformator SM (Switched Mode)) nu este un transformator în sens tradițional. De fapt, este mai degrabă un sufocator de stocare cu o înfășurare secundară. Lucrul special este că în faza conductivă a tranzistorului („faza directă”) energia este stocată în transformator și aceasta în Faza de blocare ("Faza de întoarcere") este eliberată în partea secundară. Energia magnetică este stocată în spațiul de aer al transformatorului. Distanța de aer liniarizează, de asemenea, fluxul magnetic din miez, ceea ce are un efect pozitiv asupra comportamentului de control liniar al Alimentare electrică afectează în timpul schimbărilor de sarcină. Această construcție neobișnuită a transformatorului este necesară pentru a combina proprietățile electromagnetice ale unui sufocator și izolarea galvanică esențială a unui transformator.
Reglare și sincronizare
Consumul de energie al etapelor de ieșire video și audio se schimbă constant pe măsură ce conținutul imaginii și volumul sunetului se schimbă prin vorbire sau muzică. Aceasta, desigur, afectează acest lucru ca o schimbare de sarcină adaptor de alimentare afară. Dacă sarcina crește (Figura 3, RL) pe o șină de tensiune de funcționare, tensiunea respectivă (SUA) scade. O buclă de control închisă stabilizează tensiunile de ieșire ale unui Alimentare electrică. În buclele de control standard, o singură tensiune de funcționare poate fi reglată pe partea primară. Pentru aceasta se utilizează fie „cea mai sensibilă”, fie cea mai mare tensiune de funcționare secundară. Datorită cuplării înfășurărilor secundare între ele, toate celelalte tensiuni de funcționare sunt stabilizate automat în funcție de gradul de cuplare.
După cum sa menționat mai sus, acest lucru creează Lacăt a tranzistorului cea mai mare parte a radiației de interferență a Alimentare electrică. Acesta poate fi un șir de perle sau ceva similar. Faceți ca tulburările să fie vizibile în imagine. Un truc simplu pentru a evita acest lucru este sincronizarea timpului de oprire a tranzistorului cu impulsul orizontal de recul. În timpul returului orizontal, imaginea este întunecată și perturbările nu sunt vizibile. Sincronizarea se realizează prin reglarea oscilatorului în modulatorul de lățime a impulsurilor.
Modulator de lățime a impulsurilor
Controlul im adaptor de alimentare Cantitatea de energie transportată poate fi astfel realizată foarte ușor prin intermediul factorului de funcționare a impulsului semnalului de control PWM UC.
Traductor de blocare-Surse de alimentare funcționează independent de sarcină pe o singură frecvență (diagrama semnalului din Figura 5: t1 = t2 = t3). Un oscilator RC cu componentele de determinare a frecvenței RG și CG generează o tensiune de dinte de ferăstrău cu o amplitudine fixă, cu o tensiune de offset DC fixă la fel. Această tensiune din dinte de fierăstrău este frecvența purtătoare a PWM. Modulatorul este format dintr-un comparator. Tensiunea de modulație UE 'este tensiunea de eroare UE din partea secundară a procesului într-un amplificator de eroare Alimentare electrică. Comparatorul măsoară timpul de coincidență al UE 'și dinte de fierăstrău. Cu cât coincidența este mai lungă, cu atât partea pozitivă a PWM este mai lungă.
Figura 5: Principiul modulatorului de lățime a impulsurilor
Deoarece descărcarea transformatorului (= timpul de finalizare conductiv al diodei secundare) este egală cu timpul de încărcare (= timpul de finalizare conductiv al tranzistorului de comutare Q), factorul de funcționare a impulsului PWM nu trebuie să depășească niciodată 50% în partea pozitivă. Tensiunea de referință la amplificatorul de eroare asigură o tensiune de decalare continuă a UE ', astfel încât dințiul de ferăstrău să nu se poată scufunda niciodată prea adânc în UE' chiar și la încărcare maximă, atunci când UE 'devine foarte scăzută.
Alte situații extreme ale Alimentare electrică, precum. Punerea în funcțiune atunci când UE nu este încă disponibilă sau în operare cu sarcină redusă atunci când timpul de pornire pentru tranzistorul Q este extrem de scurt, trebuie recunoscut prin cablare suplimentară și ocolit.
2. Implementarea principiului convertorului flyback
Circuitul prezentat aici este în curent Surse de alimentare utilizat pentru televizoare LCD de 32 ". Tensiunea de ieșire de 12V este utilizată numai pentru alimentarea nivelurilor de semnal. 12V adaptor de alimentare trebuie să furnizeze până la 50W putere. Când dispozitivul este în modul de așteptare, adaptor de alimentare doar microcontrolerul și receptorul cu infraroșu al telecomenzii.
Circuitul unei surse de alimentare flyback de 12V pentru televizor LCD
Nucleul Alimentare 12V este un circuit integrat TOP246Y (IC01) într-un pachet TO220 cu 7 pini (pinul 6 nu este utilizat). Cu acest IC este un Alimentare convertor Flyback cu câteva zeci de wați de putere (max. 90-125W) cu doar câteva componente externe. Un tranzistor de ieșire MOSFET cu logica sa de control, un oscilator și o etapă de control este integrat în IC.
Alimentare 12V are două moduri de funcționare și este controlat secundar. Generează două tensiuni de funcționare. Pe partea secundară este + 12V, pe partea primară este tensiunea auxiliară UAUX. O tensiune de funcționare de 5V este obținută de la + 12V cu un convertor descendent (nu este prezentat aici).
După pornire, dispozitivul pornește întotdeauna în modul de așteptare. Dacă dispozitivul rămâne în modul de așteptare sau intră în funcțiune completă depinde de sarcina din partea secundară.
Figura 6: Circuit de alimentare 12V
Pornire și reglare
Comutarea între funcționarea la sarcină completă și sarcină redusă (standby)
Frecvențele de comutare ale Alimentare electrică sunt fixate în IC. Dacă pinul 5 (FREQ) și pinul 4 (SOURCE) sunt conectați între ei, frecvența de comutare este de 132kHz. In acest adaptor de alimentare Pinul 5 (FREQ) și Pinul 1 (CONTROL) sunt conectate între ele. Frecvența de comutare în funcționare completă este setată la 66kHz. Dacă sarcina scade, impulsurile de control pentru tranzistorul de comutare devin din ce în ce mai scurte. Cu un ciclu de funcționare mai mic de 10%, IC-ul intră în funcțiune cu sarcină redusă, iar reducerea frecvenței de încărcare ușoară reduce frecvența de comutare liniar până la 30kHz sau 15kHz. În modul normal de așteptare al acestui șasiu, frecvența de comutare este de aproximativ 21 KHz.
Funcții de protecție în TOP246
Un circuit intern de protecție la supracurent ciclu cu ciclu compară tensiunea de scurgere a tranzistorului de comutare conductivă cu tensiunea sursei. Dacă tensiunea sursei crește peste o valoare prag setată la pinul 3 când curentul este mare, tranzistorul de comutare este blocat prematur.
Tensiunea de funcționare a Alimentare electrică supravegheat. Se măsoară curentul prin R03 și R04. Crește Tensiunea principala pornit (de exemplu, din cauza unei erori de control în convertorul PFC), curentul din pinul 2 (sens de linie) crește, de asemenea. La 2,5V) tensiunea de intrare, cu atât este mai mică tensiunea de ieșire (catod). Dacă tensiunea de intrare scade sub 2,5V, tensiunea de ieșire crește. Această variație de tensiune generează o modulație de curent în LED-ul optocuplatorului (IC03). R10 limitează curentul aici. Combinația RC R08/C08 definește proprietățile de control ale scenei. Optocuplorul IC03 transferă informațiile de control pe partea primară la pinul 1 al IC01. Timpul de pornire (t pornit) al tranzistorului de comutare intern (și deci de la adaptor de alimentare cantitatea de energie transferată) poate fi controlată.
Protecție la supratensiune
Toate în Alimentare 12V tensiunile de funcționare generate sunt monitorizate pentru supratensiune. În cazul în care tensiunea auxiliară primară UAUX crește la peste 6V din cauza unei erori de control, dioda Zener ZD01 se rupe și creează un scurtcircuit pe pinul 1. Monitorizarea subtensiunii pe pinul 1 oprește imediat TOP246.
Dacă una dintre tensiunile de funcționare secundare ale Alimentare 12V sau alt Alimentare electrică crește prea mult, valoarea pragului respectivă dioda Z (ZD02/ZD03/ZD04) străbate și furnizează un curent la LED-ul optocuplatorului IC04. Fototranzistorul devine cu rezistență scăzută și aprinde tiristorul D05. La fel ca înainte, pinul 1 al Top246 este scurtcircuitat la masă și monitorizarea subtensiunii de pe pinul 1 oprește IC-ul.
Concluzie
Convertor Flyback În circuitul de bază clasic, cu o eficiență de doar 80%, acestea nu mai sunt actualizate pentru a fi utilizate în domeniul de putere de peste câțiva 10 wați. În circuitele curente este utilizat numai în această versiune Surse de alimentare reduse sau surse de alimentare de așteptare. Principiul convertorului Flyback însăși, este foarte puternic și flexibil și a fost dezvoltat în continuare în zeci de variante moderne.
CREDENȚIALI
Link-uri web
Aviz juridic
În măsura în care termenii mărcii comerciale, mărcile protejate (cuvânt și/sau imagine) sau numele produselor protejate sunt menționate pe această pagină, amintim în mod expres că aceste mărci, nume și termeni sunt menționați aici exclusiv pentru descrierea editorială sau identificarea produse denumite și/sau producători sau tehnologiile descrise.
Toate drepturile asupra mărcii protejate și/sau numele produselor menționate în acest compendiu sunt proprietatea proprietarilor respectivi și sunt recunoscute în mod expres. Toate mărcile și mărcile comerciale menționate în articolele noastre și, eventual, protejate de terți sunt supuse fără restricții la dispozițiile legii privind mărcile aplicabile și la drepturile de proprietate ale proprietarului înregistrat respectiv.
Denumirea denumirilor produselor, a produselor și/sau a producătorului respectiv de produs are doar scop informativ și nu constituie publicitate.InfoTip nu își asumă nicio răspundere în ceea ce privește selecția, performanța sau utilizabilitatea acestor produse.
În cazul încălcării drepturilor terților împotriva intenției noastre, cerem o notificare gratuită.