Что такое трансформатор обратного хода?
Трансформатор обратного хода — это трансформатор, используемый в преобразователе обратного хода.
Это один из методов схемы, используемых в изолированных импульсных источниках питания, таких как изолированные преобразователи постоянного тока и преобразователи переменного тока в постоянный, а также другие типы включают прямой метод, метод резонанса LLC и метод push-pull.
В методе обратного хода энергия многократно накапливается и высвобождается в трансформаторе во время преобразования энергии. Поэтому, в отличие от других типов трансформаторов, трансформаторы обратного хода должны иметь характеристики для хранения больших объемов энергии.
Применение трансформаторов обратного хода
Трансформаторы обратного хода используются в схемах импульсных источников питания, используемых в различных потребительских и промышленных приложениях. Мощность, которую может обрабатывать этот источник питания, составляет всего несколько десятков ватт, что делает его пригодным для относительно маломощных приложений по сравнению с изолированными импульсными источниками питания других методов.
С другой стороны, он имеет широкий диапазон входного напряжения. Он имеет преимущество простой конфигурации схемы питания, меньшего количества компонентов и более низкой стоимости. Однако пиковый ток выше, поэтому необходимо соблюдать осторожность с техническими характеристиками при выборе переключающих элементов, выпрямительных диодов и других компонентов.
Кроме того, пульсирующий ток выше, чем в других методах, поэтому емкость сглаживающего конденсатора должна быть больше.
Принцип действия трансформаторов обратного хода
Трансформаторы обратного хода основаны на принципе зарядки при протекании тока через первичную сторону трансформатора и разрядки через вторичную сторону трансформатора после прерывания тока. Из-за принципа работы для трансформатора очень важно накапливать электромагнитную энергию с точки зрения его характеристик.
Коммутационный элемент (мощный транзистор, мощный МОП-транзистор и т. д.) подключен к первичной стороне трансформатора обратного хода, а сглаживающий конденсатор подключен к вторичной стороне через выпрямительный диод. Полярность обмоток меняется на противоположную, так что при подаче тока возбуждения на первичную сторону трансформатора генерируется напряжение в направлении, в котором выпрямительный диод на вторичной стороне выключается.
Когда коммутационный элемент включен, ток возбуждения течет в первичной обмотке трансформатора, и электромагнитная энергия сохраняется в трансформаторе. Когда коммутационный элемент выключен в этом состоянии, ток возбуждения на первичной обмотке прерывается, направление напряжения на вторичной обмотке меняется на противоположное, и электромагнитная энергия, сохраненная в трансформаторе, высвобождается через выпрямительный диод. Это сглаживается конденсатором для вывода постоянного напряжения.
Трансформатор обратного хода должен хранить большое количество электромагнитной энергии. Трансформаторы, предназначенные для передачи энергии, как и другие методы, используют материалы сердечника с высокой магнитной проницаемостью для увеличения коэффициента связи. Однако такие материалы обычно не могут хранить большое количество электромагнитной энергии. Поэтому в трансформаторах обратного хода в части сердечника, где магнитная проницаемость низкая, создается воздушный зазор, и энергия хранится в этом зазоре.
Другая информация о трансформаторах обратного хода
1. Разница между источниками питания обратного хода и прямого хода
Источники питания Flyback требуют относительно большого трансформатора, поскольку электромагнитная энергия должна храниться в трансформаторе. В части сердечника создается небольшой зазор для снижения магнитной проницаемости и хранения электромагнитной энергии. С другой стороны, источники питания прямого хода не требуют такого небольшого зазора, поскольку трансформатору не нужно накапливать электромагнитную энергию, и трансформатор можно сделать меньше.
Кроме того, обратноходовые источники питания не требуют изоляции первичной и вторичной цепей обратной связи, что делает конфигурацию схемы очень простой, тогда как прямые источники питания требуют изоляции и цепи обратной связи по напряжению от выхода.
2. Ферритовый материал, используемый в обратноходовых трансформаторах
Обратноходовые трансформаторы широко используются в импульсных источниках питания переменного тока в постоянный из-за своей конфигурации. Однако полупроводниковые приборы для переключения и трансформатор являются двумя областями высоких потерь в импульсных источниках питания переменного тока в постоянный. Во время высокоскоростных операций переключения в трансформаторе происходят быстрые изменения магнитного потока, и если для сердечника трансформатора используется железный сердечник, выделяется тепло из-за потерь на вихревые токи, что делает трансформатор непригодным для использования.
По этой причине обратноходовые трансформаторы для высокочастотных импульсных источников питания переменного тока в постоянный часто используют феррит в качестве материала сердечника. Поскольку характеристики феррита зависят от частоты и температуры, важно выбрать обратноходовой трансформатор с сердечником из ферритового материала, подходящего для желаемой рабочей скорости.
