Convertidor Flyback

Electrical Engineering

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Overview

Fuente: Ali Bazzi, Departamento de ingeniería eléctrica, Universidad de Connecticut, Storrs, CT.

Un convertidor flyback es un convertidor buck-boost, que puede tanto del dólar e impulsar. Tiene aislamiento eléctrico entre la entrada y la salida mediante un inductor acoplado o un "transformador flyback". Este inductor acoplado permite una relación que proporciona tanto capacidad elevador y reductor de tensión, como en un transformador normal pero con almacenamiento de energía mediante el entrehierro del inductor acoplado.

El objetivo de este experimento es estudiar las diferentes características de un convertidor flyback. Este convertidor funciona como un convertidor buck-boost pero tiene aislamiento eléctrico a través de un inductor acoplado. Se utilizará la operación de bucle abierto con una relación de deber conjunto manualmente. Se observará una aproximación de la relación insumo-producto.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Ingeniería eléctrica. Convertidor Flyback. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

Para entender mejor el convertidor flyback, en primer lugar, hay que entender un convertidor buck-boost. El circuito del convertidor flyback se puede luego derivar el convertidor buck-boost.

El convertidor buck-boost, como su nombre lo indica, pueden o Step-up o descender una tensión DC entrada a mayor o menor voltaje, respectivamente. Para derivar un circuito convertidor buck-boost, un convertidor buck y boost son en cascada como se muestra en la figura 1 (a). Un fuente/sumidero actual se utiliza como carga para el convertidor buck y la entrada al convertidor boost, causando el convertidor al dar la vuelta para mantener la polaridad de la tensión de entrada. Convertidores del buck-boost por lo tanto tienen una polaridad del voltaje de salida invertida.

Como puede verse en la figura 1 (b), la actual fuente/sumidero puede reemplazarse con un inductor grande que actúa como una fuente de corriente o un lavabo. Sin embargo, ya no es necesario "C1", como el voltaje intermedio en "L3" no tiene que tener una tensión muy pequeña ondulación. También conmutador 2 ya no es necesario ya que puede provocar un cortocircuito a través de "L2" y "L3". Así se actualiza el circuito como se muestra en Fig. 1 (c).

También, 1 diodo fue utilizado en el convertidor buck para proporcionar un camino de corriente por el inductor "L1" y "L1" y "L2" pueden eliminarse ya que no es necesaria una corriente suave en la etapa intermedia. Diodo 1 puede también retirarse, como se muestra en la figura 1 (d) y (e). La parte inferior diodo 2 puede se trasladó a la parte superior o a la izquierda en la parte inferior, como se muestra en la figura 1 (e) que es la implementación más común de circuito de convertidor buck-boost.

Figure 1
Figura 1. Derivación de un circuito de convertidor buck-boost de convertidores buck y boost en cascada

El convertidor flyback va un paso más allá que el convertidor buck-boost al proporcionar aislamiento eléctrico entre los voltajes de entrada y salidos. Esto se desea en muchas aplicaciones de suministro de energía donde terrenos a los lados de la fuente y la carga deban ser separado. Normalmente, se utilizan convertidores flyback en rangos de hasta 200 w. El esquema que se muestra en la figura 2 ilustra cómo un convertidor flyback se deriva de un convertidor buck-boost.

Cuando el interruptor está encendido en un convertidor buck-boost, el diodo es reverse sesgada y energía se almacena en el inductor. Cuando el interruptor está apagado, el inductor puede absorber la energía del condensador una vez que el diodo está encendido, o puede suministrar el condensador y la carga con la energía. Esto proporciona la flexibilidad del reductor y elevador. Sin embargo, el inductor puede sustituirse con un inductor acoplado o flyback transformador para proporcionar aislamiento eléctrico con el lado de salida como se muestra en la figura 2 (b). El interruptor está en la parte superior requiere un circuito de controlador de puerta del lado de alta, que es más elaborada y requiere más componentes de un circuito del lado de baja presión. Por lo tanto, el interruptor puede simplemente mover uno de sus terminales conectada a tierra y por lo tanto requiere un controlador simple de lado bajo la puerta como se muestra en Fig. 2 (c). Para que las polaridades del voltaje de entrada y salida en el mismo lado, se invierte el diodo de salida junto con la polaridad del transformador. El convertidor flyback final se muestra en la figura 2 (d).

Figure 2
Figura 2. Derivación de un circuito de convertidor flyback de un circuito de convertidor buck-boost

Procedure

Atención: Este experimento está diseñado para limitar la tensión de salida para ser menos de 50V DC. Sólo uso deber proporciones, frecuencias, voltaje de entrada o cargas que se dan aquí.

Este experimento utilizará el tablero de convertidor DC-DC proporcionado por sistemas de HiRel. http://www.hirelsystems.com/shop/Power-pole-Board.html

Información sobre el funcionamiento de la Junta se puede encontrar en este video de colecciones "Introducción a la Junta de HiRel".

El procedimiento mostrado aquí se aplica a cualquier circuito de convertidor flyback simple que puede ser construido en proto boards, tablas de pan o placas de circuito impreso.

1. configuración de Junta Directiva:

  1. Conecte la fuente de señal de ±12 en el conector "DIN" pero tener "S90" OFF.
  2. Asegúrese que el selector de control PWM está en la posición de lazo abierto.
  3. Ajuste la fuente de alimentación de C.C. 16 V. Mantenga su salida desconectada de la placa por ahora.
  4. Antes de conectar la resistencia de carga, ajuste a 10 Ω.
  5. Construya el circuito mostrado en la figura 3 utilizando el tablero magnético MOSFET y tiempo de retorno más baja.
    1. Tenga en cuenta que las vueltas relación N1/N2= 2.
  6. Conectar "RL" a través "V2 +" y "COM."
    1. Nunca desconecte la carga durante el experimento como el convertidor puede volverse inestable y causar daños a la Junta.
  7. Asegúrese de que la matriz de interruptor para selección de MOSFET (MOSGET inferior), selección de PWM y otras configuraciones son correctas lograr un funcional Fig. 3.

Figure 1
Figura 3 . Circuito de convertidor Flyback

2. ajustar la relación de trabajo y frecuencia de conmutación

  1. Conecte la sonda diferencial a través de la puerta-fuente del MOSFET inferior.
  2. Encienda "S90." Una señal de conexión aparecerá la pantalla alcance.
    1. Ajuste el eje de tiempo de señal para ver dos o tres períodos.
    2. Ajuste el potenciómetro de frecuencia para alcanzar una frecuencia de 100 kHz (período de 10 μs).
  3. Ajuste el potenciómetro de relación de trabajo para lograr una relación de deber del 50% (en vez de 5 μs).

3. convertidor Flyback prueba de entrada Variable

  1. Conecte la entrada fuente de alimentación, que ya está establecida en 16 V, "V1 +" y "COM."
  2. Conectar una punta de prueba regular para medir la corriente de entrada en "CS1". Asegúrese de que el conector de tierra está conectado a "COM."
    1. Conecte la sonda diferencial a través de la carga.
    2. Capturar las formas de onda y medir la salida tensión media, picos de corriente de entrada y entrada media actual.
    3. Apunte la corriente de entrada y las lecturas de voltaje en la fuente de alimentación.
  3. Ajustar la tensión de entrada a 11 V, 13 V y 15 V.
    1. Repita los pasos anteriores para cada uno de estos voltajes.
  4. Desconecte la entrada DC de la fuente y ajustar su producción a 16 V.

4. Flyback Converter para derecho Variable relación

  1. Conecte una sonda de regular a través de la puerta a la fuente del MOSFET inferior.
  2. Conecte la sonda diferencial a través de la carga.
  3. Conecte la entrada fuente de DC "V1 +" y "COM."
  4. Capturar las formas de onda y medir la salida tensión media y en vez de la tensión compuerta a fuente (también la relación de deber).
    1. Apunte la corriente de entrada y las lecturas de voltaje en la fuente de alimentación.
  5. Ajustar la relación de trabajo al 10%, 25% y 40%. Repita los pasos anteriores para cada uno de estos cocientes de tres derechos.
  6. Restablecer la relación de trabajo al 50%.
  7. Desconecte la fuente de entrada.

5. convertidor Flyback prueba para la Variable frecuencia de conmutación

  1. Conecte una sonda regular en "CS1" para medir la corriente de entrada.
  2. Conecte la sonda diferencial a través de la carga.
  3. En el segundo osciloscopio, observar el voltaje de compuerta a la fuente con una sonda normal para ajustar la frecuencia de conmutación según sea necesario.
  4. Conecte la entrada fuente de DC "V1 +" y "COM."
  5. Ajustar la frecuencia de conmutación a 70 kHz.
  6. Capturar las formas de onda desde el primer ámbito y medir los picos de corriente de entrada y media de tensión de salida.
    1. Registrar la relación de frecuencia y el deber del segundo ámbito pero no captan su forma de onda.
    2. Registro la entrada de corriente y voltaje en la alimentación de CC de la fuente.
  7. Ajustar la frecuencia de conmutación a 50 kHz, 30 kHz y 10 kHz (o el mínimo posible si no se puede llegar a 10 kHz).
    1. Repita los pasos anteriores para cada una de estas tres frecuencias de conmutación.
  8. Apague la fuente de entrada y "S90" y luego desmontar el circuito.

Un convertidor flyback es un dispositivo eléctrico con la capacidad para generar un voltaje de salida DC que puede ser mayor que o menor que la entrada de CC. Si un convertidor buck, que pasos de voltaje está conectada con un convertidor, que pasos a tensión el resultado es un convertidor buck-boost. Como su nombre lo indica, el convertidor buck-boost puede bajar o aumentar su voltaje de entrada y es la base del convertidor flyback. El convertidor flyback difiere de un convertidor buck-boost ya que utiliza un inductor acoplado, o un transformador flyback para aislamiento eléctrico entre la entrada y salida. Este video se ilustra la construcción de un convertidor flyback e investigar como efectos de cambio de condición de funcionamiento del convertidor su salida.

Para entender cómo funciona un convertidor flyback, comienzan con un convertidor del buck en serie con un convertidor. Los interruptores en este circuito se encienden y apaga por una señal modulada de ancho de pulso. La carga en la salida del convertidor buck es un sumidero de corriente, que a su vez es la entrada del convertidor boost. En este circuito, el convertidor debe invertirse por lo que la dirección de la corriente a través del fregadero actual es consistente con el funcionamiento de cada etapa. Como resultado, el convertidor en cascada tiene una polaridad de salida que es invertida respecto a su entrada. El circuito puede simplificarse a esta configuración de convertidor buck-boost. Cuando el interruptor está cerrado, la fuente de tensión conduce corriente por el inductor. Esta corriente aumenta linealmente con el tiempo y crea un campo magnético que almacena energía en el inductor. En este momento, el diodo se invierte sesgado y no llevar a cabo, tan sólo que el condensador suministra energía a la carga. Cuando el interruptor está abierto, corriente por el inductor debe continuar en la misma dirección causando el inductor a la polaridad inversa. Ahora el diodo llega a ser parcial hacia adelante y el inductor puede entregar energía a la carga mientras que en el mismo tiempo de carga del condensador. Cuando el interruptor se cierra de nuevo, el ciclo se repite. Reemplazando el inductor con un inductor acoplado o flyback transformador, proporciona aislamiento eléctrico entre la entrada y salida que es necesaria cuando el terreno a los lados de la fuente y la carga debe estar separada. Poner el interruptor de la parte superior de la fuente de tensión en la parte baja, simplifica la demanda eléctrica en el interruptor y el circuito que conduce. Finalmente, invertir la polaridad del acoplamiento inductor o transformador flyback y el sentido del diodo, permiten que la polaridad de la salida para que coincida con la entrada. El resultado es el convertidor flyback básica. Ahora que tenemos ver cómo obtener el convertidor flyback de la cascada de un convertidor buck y boost, vamos a investigar cómo cambia su comportamiento con diferentes condiciones de operación.

La salida en este experimento está limitado a 50 volts DC o menos. Utilice sólo los ciclos de trabajo especificado, voltajes de entrada de frecuencias y las cargas. Estos uso de experimentos potencia polo del sistema Rel alta tablero con interruptor de apagado S90, enchufe la fuente de señal conector J90. Coloque el pulso con modulación puentes selección J62 y J63 en la posición de lazo abierto. Ajustar la fuente a 16 voltios, pero no conecte su salida a la placa de poste de potencia. A continuación, construir el circuito del convertidor flyback con el MOSFET inferior y la placa magnética de flyback. Ajuste la resistencia de carga de 10 ohmios. Luego conectar el potenciómetro del tablero entre bornes V2 + y com Ponga el interruptor selector Banco S30 como sigue PWM MOSFET de abajo usar PWM a bordo y cambiar la carga apagado. Conectar sonda diferencial del osciloscopio entre la puerta y la fuente del MOSFET inferior. Encienda el interruptor S90 y observar la señal de conmutación que enciende y apaga el MOSFET. Establecer RV60 para producir una frecuencia de conmutación de 100 kilociclos. Ajuste el potenciómetro de relación de deber RV64 así que los pulsos tienen un tiempo de cinco microsegundos.

En primer lugar, conecte una punta de prueba regular entre la puerta y la fuente del MOSFET inferior. Conecte la sonda diferencial a través de la carga y la fuente de entrada V1 + y com. La tensión de salida es una onda triangular por el inductor y el condensador alternativamente suministro de corriente a la carga. El voltaje de la fuente de gate de lo MOSFET es un tren de pulsos digital. Medir el valor medio de la tensión de salida y el tiempo de la puerta al voltaje de la fuente y luego registrar la corriente de entrada y de lecturas de voltaje. Repita esta prueba con las secuencias de pulso en un tiempo de una microsegundos 2.5 y cuatro que corresponden a las relaciones de trabajo de 0.1, 0.25 y 0.4, respectivamente. Cuando el interruptor está cerrado, la energía es almacenada en el inductor cuando el interruptor está abierto, energía es disipada en la carga. Idealmente, la salida aumenta con la relación de trabajo sin embargo, para el servicio de ratios por encima de 0,5, energía almacenada es mayor que la energía disipada, dando por resultado la posible saturación del núcleo. Para evitar el almacenamiento de energía residual, convertidores flyback no se funcionan sobre una relación de deber de 0,5.

Conecte una sonda alcance regular para canalizar tres del osciloscopio. Este sondeo entre CS1 y com para medir la corriente de entrada del clip. Observar la puerta a la fuente de señal de conmutación mientras potenciómetro RV60 para producir una frecuencia de 70 kilociclos. Conecte la fuente de alimentación a la entrada de terminales V1 + y com observa la forma de onda actual entrada y medir la entrada media y tensión de salida. Se registra la relación entre frecuencia y duty así como las lecturas de corriente y voltaje de entrada la fuente de CC. Repita esta prueba después de ajustar la RV60 a una frecuencia de conmutación de 50, 30 y 10 kHz con la relación del ciclo de deber fijada en 0,5. A medida que la frecuencia disminuye, la ondulación de salida aumenta porque el capacitor carga y descarga de las épocas también aumento.

Convertidores Flyback se suelen utilizar en fuentes de alimentación aisladas donde el resultado debe ser aislado galvánicamente de la entrada. Prevención de daños en caso de fallo en circuito y protegiendo a los usuarios de voltajes peligrosos. Cargadores del teléfono celular conversión la fuente principal de CA de 120 voltios a un voltaje de C.C. interno que se convierte en la entrada a un convertidor flyback. El convertidor flyback genera a su vez una salida de 5 voltios para el conector USB que se conecta a un teléfono celular y lo cobra. Aislamiento galvánico en el convertidor flyback protege el teléfono celular y el usuario del contacto con la fuente de CA de 120. Por el contrario, el teléfono celular probablemente usa un convertidor buck para reducir 5 volts del cargador nominal 3,6 voltios de su batería de iones de litio. Para estos seguros bajos voltajes, aislamiento no es necesario. El tubo de rayos catódicos en y más viejo televisión o monitor de la computadora utiliza un haz de electrones para encender fósforos en la pantalla. La unidad de deflexión horizontal de los monitores de tubo a menudo incorpora convertidores flyback en el paso de modo de funcionamiento. El convertidor flyback genera el alto voltaje que controla este haz y lo mueve para pulsar puntos solicitadas en la pantalla.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a los convertidores flyback. Ahora usted debe entender cómo el convertidor flyback se relaciona con aumentar y convertidores buck y cómo su comportamiento varía con la condición de funcionamiento. Gracias por ver.

Results

Los convertidores Flyback son aislados convertidores buck-boost que pueden acelerar o bajar el voltaje de entrada. La relación de vueltas de lo flyback junto SIDA inductor o transformador en el escalonamiento hacia arriba o hacia abajo del proceso. Dado que la frecuencia de conmutación es alta, el tamaño del transformador flyback es pequeño y usa núcleos de ferrita. Si el voltaje de entrada es Ven y la tensión de salida es Va, Va /Ven= (N2/N1) D / (1-D) cuando el convertidor está funcionando en modo de conducción continua , donde 0≤D≤ 100%. Por lo general, los convertidores flyback no son operados sobre el ciclo de deber del 50% para mantener el equilibrio de la energía en el transformador flyback.

Como se ve en la Va /Venrelación, D y 1/(1-D) se multiplican y mostrar las capacidades de buck y boost, mientras que el término N2/N1 muestra el efecto del transformador relación de vueltas. Entre los principales factores en el diseño y construcción de un convertidor flyback son 1) la inductancia de magnetización Lm del transformador flyback y 2) el circuito snubber en lado de entrada del transformador.

Applications and Summary

Convertidores Flyback se suelen utilizar en fuentes de alimentación aisladas donde el lado de salida debe tener aislamiento galvánico del lado de la entrada. Esto es común en la conducción de los semiconductores de potencia del lado de alta como MOSFETs o IGBTs cuyos circuitos de accionamiento de puerta pueden requerir fuentes de DC aisladas. Convertidores Flyback se funcionan generalmente en altas frecuencias de conmutación superiores a 100 kHz y tienen potencias por lo general no superior a 200 w el.

Atención: Este experimento está diseñado para limitar la tensión de salida para ser menos de 50V DC. Sólo uso deber proporciones, frecuencias, voltaje de entrada o cargas que se dan aquí.

Este experimento utilizará el tablero de convertidor DC-DC proporcionado por sistemas de HiRel. http://www.hirelsystems.com/shop/Power-pole-Board.html

Información sobre el funcionamiento de la Junta se puede encontrar en este video de colecciones "Introducción a la Junta de HiRel".

El procedimiento mostrado aquí se aplica a cualquier circuito de convertidor flyback simple que puede ser construido en proto boards, tablas de pan o placas de circuito impreso.

1. configuración de Junta Directiva:

  1. Conecte la fuente de señal de ±12 en el conector "DIN" pero tener "S90" OFF.
  2. Asegúrese que el selector de control PWM está en la posición de lazo abierto.
  3. Ajuste la fuente de alimentación de C.C. 16 V. Mantenga su salida desconectada de la placa por ahora.
  4. Antes de conectar la resistencia de carga, ajuste a 10 Ω.
  5. Construya el circuito mostrado en la figura 3 utilizando el tablero magnético MOSFET y tiempo de retorno más baja.
    1. Tenga en cuenta que las vueltas relación N1/N2= 2.
  6. Conectar "RL" a través "V2 +" y "COM."
    1. Nunca desconecte la carga durante el experimento como el convertidor puede volverse inestable y causar daños a la Junta.
  7. Asegúrese de que la matriz de interruptor para selección de MOSFET (MOSGET inferior), selección de PWM y otras configuraciones son correctas lograr un funcional Fig. 3.

Figure 1
Figura 3 . Circuito de convertidor Flyback

2. ajustar la relación de trabajo y frecuencia de conmutación

  1. Conecte la sonda diferencial a través de la puerta-fuente del MOSFET inferior.
  2. Encienda "S90." Una señal de conexión aparecerá la pantalla alcance.
    1. Ajuste el eje de tiempo de señal para ver dos o tres períodos.
    2. Ajuste el potenciómetro de frecuencia para alcanzar una frecuencia de 100 kHz (período de 10 μs).
  3. Ajuste el potenciómetro de relación de trabajo para lograr una relación de deber del 50% (en vez de 5 μs).

3. convertidor Flyback prueba de entrada Variable

  1. Conecte la entrada fuente de alimentación, que ya está establecida en 16 V, "V1 +" y "COM."
  2. Conectar una punta de prueba regular para medir la corriente de entrada en "CS1". Asegúrese de que el conector de tierra está conectado a "COM."
    1. Conecte la sonda diferencial a través de la carga.
    2. Capturar las formas de onda y medir la salida tensión media, picos de corriente de entrada y entrada media actual.
    3. Apunte la corriente de entrada y las lecturas de voltaje en la fuente de alimentación.
  3. Ajustar la tensión de entrada a 11 V, 13 V y 15 V.
    1. Repita los pasos anteriores para cada uno de estos voltajes.
  4. Desconecte la entrada DC de la fuente y ajustar su producción a 16 V.

4. Flyback Converter para derecho Variable relación

  1. Conecte una sonda de regular a través de la puerta a la fuente del MOSFET inferior.
  2. Conecte la sonda diferencial a través de la carga.
  3. Conecte la entrada fuente de DC "V1 +" y "COM."
  4. Capturar las formas de onda y medir la salida tensión media y en vez de la tensión compuerta a fuente (también la relación de deber).
    1. Apunte la corriente de entrada y las lecturas de voltaje en la fuente de alimentación.
  5. Ajustar la relación de trabajo al 10%, 25% y 40%. Repita los pasos anteriores para cada uno de estos cocientes de tres derechos.
  6. Restablecer la relación de trabajo al 50%.
  7. Desconecte la fuente de entrada.

5. convertidor Flyback prueba para la Variable frecuencia de conmutación

  1. Conecte una sonda regular en "CS1" para medir la corriente de entrada.
  2. Conecte la sonda diferencial a través de la carga.
  3. En el segundo osciloscopio, observar el voltaje de compuerta a la fuente con una sonda normal para ajustar la frecuencia de conmutación según sea necesario.
  4. Conecte la entrada fuente de DC "V1 +" y "COM."
  5. Ajustar la frecuencia de conmutación a 70 kHz.
  6. Capturar las formas de onda desde el primer ámbito y medir los picos de corriente de entrada y media de tensión de salida.
    1. Registrar la relación de frecuencia y el deber del segundo ámbito pero no captan su forma de onda.
    2. Registro la entrada de corriente y voltaje en la alimentación de CC de la fuente.
  7. Ajustar la frecuencia de conmutación a 50 kHz, 30 kHz y 10 kHz (o el mínimo posible si no se puede llegar a 10 kHz).
    1. Repita los pasos anteriores para cada una de estas tres frecuencias de conmutación.
  8. Apague la fuente de entrada y "S90" y luego desmontar el circuito.

Un convertidor flyback es un dispositivo eléctrico con la capacidad para generar un voltaje de salida DC que puede ser mayor que o menor que la entrada de CC. Si un convertidor buck, que pasos de voltaje está conectada con un convertidor, que pasos a tensión el resultado es un convertidor buck-boost. Como su nombre lo indica, el convertidor buck-boost puede bajar o aumentar su voltaje de entrada y es la base del convertidor flyback. El convertidor flyback difiere de un convertidor buck-boost ya que utiliza un inductor acoplado, o un transformador flyback para aislamiento eléctrico entre la entrada y salida. Este video se ilustra la construcción de un convertidor flyback e investigar como efectos de cambio de condición de funcionamiento del convertidor su salida.

Para entender cómo funciona un convertidor flyback, comienzan con un convertidor del buck en serie con un convertidor. Los interruptores en este circuito se encienden y apaga por una señal modulada de ancho de pulso. La carga en la salida del convertidor buck es un sumidero de corriente, que a su vez es la entrada del convertidor boost. En este circuito, el convertidor debe invertirse por lo que la dirección de la corriente a través del fregadero actual es consistente con el funcionamiento de cada etapa. Como resultado, el convertidor en cascada tiene una polaridad de salida que es invertida respecto a su entrada. El circuito puede simplificarse a esta configuración de convertidor buck-boost. Cuando el interruptor está cerrado, la fuente de tensión conduce corriente por el inductor. Esta corriente aumenta linealmente con el tiempo y crea un campo magnético que almacena energía en el inductor. En este momento, el diodo se invierte sesgado y no llevar a cabo, tan sólo que el condensador suministra energía a la carga. Cuando el interruptor está abierto, corriente por el inductor debe continuar en la misma dirección causando el inductor a la polaridad inversa. Ahora el diodo llega a ser parcial hacia adelante y el inductor puede entregar energía a la carga mientras que en el mismo tiempo de carga del condensador. Cuando el interruptor se cierra de nuevo, el ciclo se repite. Reemplazando el inductor con un inductor acoplado o flyback transformador, proporciona aislamiento eléctrico entre la entrada y salida que es necesaria cuando el terreno a los lados de la fuente y la carga debe estar separada. Poner el interruptor de la parte superior de la fuente de tensión en la parte baja, simplifica la demanda eléctrica en el interruptor y el circuito que conduce. Finalmente, invertir la polaridad del acoplamiento inductor o transformador flyback y el sentido del diodo, permiten que la polaridad de la salida para que coincida con la entrada. El resultado es el convertidor flyback básica. Ahora que tenemos ver cómo obtener el convertidor flyback de la cascada de un convertidor buck y boost, vamos a investigar cómo cambia su comportamiento con diferentes condiciones de operación.

La salida en este experimento está limitado a 50 volts DC o menos. Utilice sólo los ciclos de trabajo especificado, voltajes de entrada de frecuencias y las cargas. Estos uso de experimentos potencia polo del sistema Rel alta tablero con interruptor de apagado S90, enchufe la fuente de señal conector J90. Coloque el pulso con modulación puentes selección J62 y J63 en la posición de lazo abierto. Ajustar la fuente a 16 voltios, pero no conecte su salida a la placa de poste de potencia. A continuación, construir el circuito del convertidor flyback con el MOSFET inferior y la placa magnética de flyback. Ajuste la resistencia de carga de 10 ohmios. Luego conectar el potenciómetro del tablero entre bornes V2 + y com Ponga el interruptor selector Banco S30 como sigue PWM MOSFET de abajo usar PWM a bordo y cambiar la carga apagado. Conectar sonda diferencial del osciloscopio entre la puerta y la fuente del MOSFET inferior. Encienda el interruptor S90 y observar la señal de conmutación que enciende y apaga el MOSFET. Establecer RV60 para producir una frecuencia de conmutación de 100 kilociclos. Ajuste el potenciómetro de relación de deber RV64 así que los pulsos tienen un tiempo de cinco microsegundos.

En primer lugar, conecte una punta de prueba regular entre la puerta y la fuente del MOSFET inferior. Conecte la sonda diferencial a través de la carga y la fuente de entrada V1 + y com. La tensión de salida es una onda triangular por el inductor y el condensador alternativamente suministro de corriente a la carga. El voltaje de la fuente de gate de lo MOSFET es un tren de pulsos digital. Medir el valor medio de la tensión de salida y el tiempo de la puerta al voltaje de la fuente y luego registrar la corriente de entrada y de lecturas de voltaje. Repita esta prueba con las secuencias de pulso en un tiempo de una microsegundos 2.5 y cuatro que corresponden a las relaciones de trabajo de 0.1, 0.25 y 0.4, respectivamente. Cuando el interruptor está cerrado, la energía es almacenada en el inductor cuando el interruptor está abierto, energía es disipada en la carga. Idealmente, la salida aumenta con la relación de trabajo sin embargo, para el servicio de ratios por encima de 0,5, energía almacenada es mayor que la energía disipada, dando por resultado la posible saturación del núcleo. Para evitar el almacenamiento de energía residual, convertidores flyback no se funcionan sobre una relación de deber de 0,5.

Conecte una sonda alcance regular para canalizar tres del osciloscopio. Este sondeo entre CS1 y com para medir la corriente de entrada del clip. Observar la puerta a la fuente de señal de conmutación mientras potenciómetro RV60 para producir una frecuencia de 70 kilociclos. Conecte la fuente de alimentación a la entrada de terminales V1 + y com observa la forma de onda actual entrada y medir la entrada media y tensión de salida. Se registra la relación entre frecuencia y duty así como las lecturas de corriente y voltaje de entrada la fuente de CC. Repita esta prueba después de ajustar la RV60 a una frecuencia de conmutación de 50, 30 y 10 kHz con la relación del ciclo de deber fijada en 0,5. A medida que la frecuencia disminuye, la ondulación de salida aumenta porque el capacitor carga y descarga de las épocas también aumento.

Convertidores Flyback se suelen utilizar en fuentes de alimentación aisladas donde el resultado debe ser aislado galvánicamente de la entrada. Prevención de daños en caso de fallo en circuito y protegiendo a los usuarios de voltajes peligrosos. Cargadores del teléfono celular conversión la fuente principal de CA de 120 voltios a un voltaje de C.C. interno que se convierte en la entrada a un convertidor flyback. El convertidor flyback genera a su vez una salida de 5 voltios para el conector USB que se conecta a un teléfono celular y lo cobra. Aislamiento galvánico en el convertidor flyback protege el teléfono celular y el usuario del contacto con la fuente de CA de 120. Por el contrario, el teléfono celular probablemente usa un convertidor buck para reducir 5 volts del cargador nominal 3,6 voltios de su batería de iones de litio. Para estos seguros bajos voltajes, aislamiento no es necesario. El tubo de rayos catódicos en y más viejo televisión o monitor de la computadora utiliza un haz de electrones para encender fósforos en la pantalla. La unidad de deflexión horizontal de los monitores de tubo a menudo incorpora convertidores flyback en el paso de modo de funcionamiento. El convertidor flyback genera el alto voltaje que controla este haz y lo mueve para pulsar puntos solicitadas en la pantalla.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a los convertidores flyback. Ahora usted debe entender cómo el convertidor flyback se relaciona con aumentar y convertidores buck y cómo su comportamiento varía con la condición de funcionamiento. Gracias por ver.

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