Napájacie zdroje prevodníka Flyback - InfoTip Compendium
1. Teória a základné obvody
Základný obvod
The Prevodník Flyback spĺňa všetky požiadavky na takýto obvod. Vyznačuje sa nízkym počtom komponentov a vysokou úrovňou prevádzkovej spoľahlivosti. Obrázok 1 zobrazuje základnú schému zapojenia a Prevodník Flyback. Ako prepínač slúži bipolárny alebo v novších obvodoch tranzistor MOSFET Q, ktorý je zapínaný a vypínaný riadiacim napätím modulovaným šírkou impulzu. Transformátor L funguje ako medzisklad energie. Sekundárna dióda D prenáša energiu na sekundárny akumulačný kondenzátor CS.
Funkčná teória
Praktické aspekty
Spätné napätie tranzistora Q
Počas Fáza blokovania Napätie U2 indukované v sekundárnom vinutí je transformované späť tranzistorom Q podľa pomeru vinutí transformátora. Tam sa potom pridá k primárnemu napätiu UP. Napätie UDS nad Q môže vzrásť na viac ako 700 V (pri sieťovom napätí 230 V). Tranzistor v Prevodníky Flyback musí byť preto a Reverzné napätie najmenej 800V. Teoreticky Reverzné napätie stále oveľa vyššia. Pretože v okamihu vypnutia t1b nemožno energiu zo zvodovej indukčnosti LS transformátora odvodiť cez sekundárne vinutie. Špička vysokého napätia sa preto zvyšuje na UDS. Aby sa táto špička napätia udržala na prijateľnej hodnote, musí sa odkloniť v odľahčovacej sieti (tzv. Tlmiaci obvod, obr. 3). Prúd z únikovej indukčnosti LS je vedený cez diódu DE do kondenzátora CE. Rezistor RE vybíja CE do primárneho napätia UP. V rezistore vznikne niekoľko wattov straty energie.
Obrázok 3: Pomocná sieť (tlmiaci kruh)
Strata výkonu v tranzistore Q
V okamihu zapnutia t1, UDS = HORE. Pri a Sieťové napätie od 230V je to cca 320V. Ak by bol tranzistor Q jednoducho zapnutý strmou hranou, prúd cez tranzistor by stúpal donekonečna a tranzistor by sa okamžite zničil. Preto sa musí rast riadiaceho prúdu z IG do základne alebo do hradla tranzistora oneskoriť vhodnými opatreniami obvodu. To tiež zaisťuje lineárne zvýšenie prúdu cez transformátor. Oneskorenie však tiež vedie k zvýšeniu straty výkonu v tranzistore, pretože sa okamžite nestane úplne nízkym odporom. Pri vypínaní tranzistora je potrebné vziať do úvahy niečo podobné. Prirýchlo Zamknúť tranzistora zabraňuje Bariérové vrstvy, čo Reverzné napätie tranzistora môže výrazne znížiť. Malé tlmivky alebo feritové guľôčky v prúdovej ceste IDS to oneskorujú Zamknúť tranzistora dostatočné, čo následne vedie k strate výkonu v tranzistore.
Vlastnosti transformátora L
Transformátor v jednom Blokovací prevodník (Transformátorový transformátor, transformátor SM (Switched Mode)) nie je transformátor v tradičnom slova zmysle. V skutočnosti ide skôr o akumulačnú tlmivku so sekundárnym vinutím. Špeciálna vec je, že vo vodivej fáze tranzistora („dopredná fáza“) sa energia ukladá v transformátore, a to v Fáza blokovania („Fáza návratu“) sa uvoľní na sekundárnu stranu. Magnetická energia sa ukladá vo vzduchovej medzere transformátora. Vzduchová medzera tiež linearizuje magnetický tok v jadre, čo má pozitívny vplyv na správanie sa lineárneho riadenia Zdroj ovplyvňuje počas zmien zaťaženia. Táto neobvyklá konštrukcia transformátora je nevyhnutná na kombináciu elektromagnetických vlastností tlmivky a základnej galvanickej izolácie transformátora.
Regulácia a synchronizácia
Spotreba energie výstupných stupňov videa a zvuku sa neustále mení podľa toho, ako sa mení obrazový obsah a hlasitosť zvuku prostredníctvom reči alebo hudby. To to samozrejme ovplyvňuje ako zmena zaťaženia nabíjačka von. Ak sa zaťaženie zvýši (obrázok 3, RL) na lište prevádzkového napätia, príslušné napätie (US) sa zníži. Uzavretá riadiaca slučka stabilizuje výstupné napätie a Zdroj. V štandardných regulačných slučkách je možné na primárnej strane regulovať iba jedno prevádzkové napätie. Používa sa na to buď „najcitlivejšie“, alebo najvyššie sekundárne prevádzkové napätie. Vďaka vzájomnému spojeniu sekundárnych vinutí sa všetky ostatné prevádzkové napätia automaticky stabilizujú podľa stupňa spojenia.
Ako bolo uvedené vyššie, vzniká to Zamknúť tranzistora väčšina interferenčného žiarenia Zdroj. To môže byť viditeľné ako perleťová šnúra alebo podobné poruchy na obrázku. Jednoduchým trikom, ako sa tomu vyhnúť, je synchronizácia času vypnutia tranzistora s horizontálnym impulzom spätného rázu. Počas horizontálneho návratu je obraz tmavý a poruchy jednoducho nie sú viditeľné. Synchronizácia sa vykonáva sledovaním oscilátora v modulátore šírky impulzu.
Modulátor šírky impulzu
Kontrola im nabíjačka Množstvo transportovanej energie sa tak dá veľmi ľahko dosiahnuť pomocou faktora impulznej záťaže riadiaceho signálu PWM UC.
Blokovací prevodník-Napájacie zdroje pracujú nezávisle od záťaže na jednej frekvencii (signálny diagram na obrázku 5: t1 = t2 = t3). RC oscilátor s komponentmi RG a CG určujúcimi frekvenciu generuje pílové napätie s pevnou amplitúdou s rovnako pevným jednosmerným offsetovým napätím. Toto pílové napätie je nosná frekvencia PWM. Modulátor sa skladá z komparátora. Modulačné napätie UE 'je chybové napätie UE zo sekundárnej strany spracovávané v chybovom zosilňovači Zdroj. Komparátor meria čas zhody UE 'a pílky. Čím dlhšia zhoda náhod, tým dlhšia pozitívna časť PWM.
Obrázok 5: Princíp modulátora šírky impulzu
Pretože vybíjanie transformátora (= vodivý koncový čas sekundárnej diódy) sa rovná dobe nabíjania (= vodivý koncový čas spínacieho tranzistora Q), nesmie impulzný činiteľ PWM v kladnej časti nikdy prekročiť 50%. Referenčné napätie na chybovom zosilňovači zaisťuje jednosmerné ofsetové napätie UE ', aby sa pílka nikdy nemohla ponoriť príliš hlboko do UE' ani pri plnom zaťažení, keď je UE 'veľmi nízke.
Ďalšie extrémne situácie Zdroj, ako je uvedenie do prevádzky, keď ešte nie je k dispozícii UE, alebo pri prevádzke s nízkym zaťažením, keď sú doby zapnutia tranzistora Q extrémne krátke, musia byť zistené a obídené ďalším zapojením.
2. Implementácia princípu spätného prevodu
Tu uvedený obvod je aktuálny Napájacie zdroje používa sa pre 32-palcové televízory LCD. Výstupné napätie 12V sa používa iba na napájanie úrovní signálu. 12V nabíjačka musí dodávať až približne 50 W energie. Keď je prístroj v pohotovostnom režime, ikona nabíjačka iba mikrokontrolér a infračervený prijímač diaľkového ovládača.
Obvod napájania 12V flyback pre LCD TV
Jadro Napájanie 12V je integrovaný obvod TOP246Y (IC01) v 7-pólovom balení TO220 (pin 6 sa nepoužíva). S týmto IC je Napájanie prevodníka Flyback s výkonom niekoľko desiatok wattov (max. 90 - 125 W) iba s niekoľkými externými komponentmi. Do IC je integrovaný výstupný tranzistor MOSFET s jeho riadiacou logikou, oscilátorom a riadiacim stupňom.
The Napájanie 12V má dva prevádzkové režimy a je ovládané sekundárne. Generuje dve prevádzkové napätia. Na sekundárnej strane je to + 12V, na primárnej strane je to pomocné napätie UAUX. Prevádzkové napätie 5 V sa získava z + 12V s prevodníkom smerom dole (tu nie je zobrazený).
Po zapnutí sa prístroj vždy spustí v pohotovostnom režime. To, či zariadenie zostane v pohotovostnom režime alebo či ide do plnej prevádzky, závisí od zaťaženia na sekundárnej strane.
Obrázok 6: Obvod napájania 12V
Spustenie a regulácia
Prepínanie medzi prevádzkou pri plnom a malom zaťažení (pohotovostný režim)
Spínacie frekvencie Zdroj sú stanovené v IC. Ak sú pin 5 (FREQ) a pin 4 (SOURCE) navzájom spojené, spínacia frekvencia je 132kHz. V tomto nabíjačka Pin 5 (FREQ) a pin 1 (CONTROL) sú navzájom spojené. Spínacia frekvencia pri plnej prevádzke je nastavená na 66kHz. Ak zaťaženie poklesne, riadiace impulzy spínacieho tranzistora sa stále skracujú. S pracovným cyklom menším ako 10% prejde integrovaný obvod do režimu nízkeho zaťaženia a redukcia frekvencie ľahkého zaťaženia lineárne zníži spínaciu frekvenciu až na 30 kHz alebo 15 kHz. V normálnom pohotovostnom režime tohto šasi je spínacia frekvencia približne 21 KHz.
Ochranné funkcie v modeli TOP246
Interný nadprúdový ochranný obvod cyklus po cykle porovnáva odtokové napätie vodivého spínacieho tranzistora so zdrojovým napätím. Ak zdrojové napätie stúpne nad prahovú hodnotu nastavenú na kolíku 3, keď je prúd vysoký, spínací tranzistor je predčasne blokovaný.
Prevádzkové napätie Zdroj pod dohľadom. Meria sa prúd cez R03 a R04. Zvyšuje Sieťové napätie zapnutý (napr. v dôsledku chyby riadenia v prevodníku PFC) sa zvýši aj prúd v kolíku 2 (zmysel vedenia). Pri 2,5 V) vstupného napätia je výstupné (katódové) napätie nižšie. Ak vstupné napätie klesne pod 2,5 V, výstupné napätie sa zvýši. Táto zmena napätia generuje prúdovú moduláciu v LED diódy optočlenu (IC03). R10 tu obmedzuje prúd. Kombinácia RC R08/C08 definuje riadiace vlastnosti stolíka. Optočlen IC03 prenáša riadiace informácie na primárnej strane na pin 1 na IC01. Čas zapnutia (t on) vnútorného spínacieho tranzistora (a teda od) nabíjačka množstvo prenesenej energie).
Prepäťová ochrana
Všetko v Napájanie 12V generované prevádzkové napätia sú monitorované na prepätie. Ak primárne pomocné napätie UAUX stúpne v dôsledku chyby riadenia na viac ako 6 V, Zenerova dióda ZD01 sa rozbije a vytvorí skrat na kolíku 1. Monitorovanie podpätia na kolíku 1 okamžite vypne TOP246.
Malo by jedno zo sekundárnych prevádzkových napätí Napájanie 12V alebo iný Zdroj príliš ďaleko, príslušná prahová hodnota Z-diódy (ZD02/ZD03/ZD04) prerazí a dodáva prúd do LED diódy optočlenu IC04. Fototranzistor má nízky odpor a zapáli tyristor D05. Rovnako ako predtým, pin 1 na Top246 je skratovaný na zem a monitorovanie podpätia na pin 1 potom vypne IC.
Záver
Prevodník Flyback V klasickom základnom obvode s účinnosťou iba 80% už nie sú aktuálne na použitie v rozsahu výkonu nad niekoľko 10 wattov. V prúdových obvodoch sa používa iba v tejto verzii Napájacie zdroje s nízkou spotrebou energie alebo pohotovostné zdroje napájania. The Princíp spätného prevodu Flyback sám o sebe je však veľmi výkonný a flexibilný a bol ďalej vyvinutý v desiatkach moderných variantov.
ZMLUVNÉ ÚVODY
Webové odkazy
Právne oznámenie
Pokiaľ sú výrazy chránené ochrannou známkou, chránené (slovné alebo obrazové) značky alebo chránené názvy produktov uvedené na tejto stránke, výslovne upozorňujeme, že tieto značky, názvy a výrazy sú tu uvedené iba kvôli redakčnému popisu alebo identifikácii produktu. menovaných výrobkov a/alebo výrobcov alebo opísaných technológií.
Všetky práva na chránené značky a/alebo názvy produktov uvedené v tomto prehľade sú majetkom ich príslušných vlastníkov a sú týmto výslovne uznané. Všetky značky a ochranné známky uvedené v našich článkoch a prípadne chránené tretími stranami podliehajú bez obmedzenia ustanoveniam príslušného zákona o ochranných známkach a vlastníckym právam príslušného registrovaného vlastníka.
Pomenovanie názvov výrobkov, výrobkov a/alebo príslušných výrobcov výrobkov slúži iba na informačné účely a nepredstavuje reklamu. InfoTip nepreberá nijakú zodpovednosť za výber, výkon alebo použiteľnosť týchto výrobkov.
Ak dôjde k porušeniu práv tretích strán proti nášmu zámeru, požiadame o bezplatné oznámenie.