Geri dönüş trafosu - Flyback transformer

Eski tarz bir geri dönüş transformatörü.
Modern CRT entegre tripler ile televizyon geri dönüş transformatörü

Bir geri dönüş trafosu (FBT), a hat çıkış trafosu (LOPT), özel bir elektrik trafo. Başlangıçta, nispeten yüksek bir frekansta yüksek voltajlı testere dişi sinyalleri üretmek için tasarlandı. Modern uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. anahtarlamalı güç kaynakları hem düşük (3 V) hem de yüksek voltaj (10 kV üzeri) beslemeleri için.

Tarih

Geri dönüş transformatör devresi, elektron demetinin yatay hareketini kontrol etmenin bir yolu olarak icat edildi. katot ışınlı tüp (CRT). Geleneksel transformatörlerin aksine, bir geri dönüş transformatörü, amaçlanan çıkış akımı ile aynı dalga şeklindeki bir sinyal ile beslenmez. Böyle bir transformatörün uygun bir yan etkisi, manyetik devresinde bulunan önemli enerjidir. Bu, ekipmanın diğer parçalarını çalıştırmak için güç sağlamak için ekstra sargılar kullanılarak kullanılabilir. Özellikle, nispeten az sayıda sargı dönüşü kullanılarak çok yüksek gerilimler kolayca elde edilir; düzeltme, bir CRT için çok yüksek hızlanma voltajı sağlayabilir. Bu tür bir transformatörün daha yeni birçok uygulaması, yüksek voltajlar üretme ve cihazı geleneksel bir ana şebeke transformatöründen çok daha küçük olan bir transformatör kullanarak geniş bir aralıkta daha düşük voltajlar üretmek için nispeten verimli bir araç olarak kullanma ihtiyacından vazgeçmektedir.[kaynak belirtilmeli ]

Operasyon ve kullanım

Geri dönüş transformatöründeki akım dalga formları örneği

Geri dönüş transformatörünün birincil sargısı, bir DC kaynağından (genellikle bir transistör) gelen bir anahtarla çalıştırılır. Anahtar açıldığında, birincil endüktans akımın bir rampada yükselmesine neden olur. İkincil sargı ile seri olarak bağlanmış bir entegre diyot, sonunda birincil akım rampasına karşı çıkacak ikincil akımın oluşumunu önler. [1]

Anahtar kapatıldığında, birincildeki akım sıfıra düşer. Manyetik çekirdekte depolanan enerji, çekirdekteki manyetik alan çöktükçe ikincil olarak salınır. Çıkış sargısındaki voltaj, yük koşulları ile sınırlanana kadar çok hızlı yükselir (genellikle bir mikrosaniyeden daha az). Gerilim, ikincil akıma izin verecek seviyeye ulaştığında, şarj akışı azalan bir rampa biçimindedir.

Döngü daha sonra tekrar edilebilir. İkincil akımın tamamen sıfıra deşarj olmasına izin verilirse (çekirdekte enerji depolanmazsa), o zaman transformatörün çalıştığı söylenir. süreksiz mod (DCM).[2] Bir miktar enerji her zaman çekirdekte depolandığında (ve mevcut dalga biçimleri yamuk üçgen yerine), o zaman bu sürekli mod (CCM).[3] Bu terminoloji özellikle güç kaynağı transformatörlerinde kullanılmaktadır.

Düşük voltaj çıkış sargısı, birincil akımın testere dişini yansıtır ve örn. televizyon amaçları için, birincilden daha az dönüşe sahiptir, böylece daha yüksek bir akım sağlar. Bu, yatayda (çizgi) tekrarlayan rampalı ve darbeli bir dalga şeklidir. Sıklık ekranın. Geri dönüş (testere dişi dalgasının dikey kısmı), enerjinin gidecek yeri yoksa geri dönüş transformatörü için potansiyel bir sorun olabilir: manyetik alan ne kadar hızlı çökerse, o kadar büyük indüklenmiş kontrol edilmezse, transformatör terminalleri üzerinde yanıp sönebilen voltaj. Kullanılan yüksek frekans, çok daha küçük bir transformatörün kullanımına izin verir. İçinde televizyon bu yüksek frekans yaklaşık 15 kilohertz (PAL için 15.625 kHz, 15.734 kHz için NTSC ) ve trafo çekirdeğinden kaynaklanan titreşimler manyetostriksiyon genellikle tiz bir sızlanma olarak duyulabilir. Modern bilgisayar ekranları frekans, yaklaşık 30 kHz ile 150 kHz arasında geniş bir aralıkta değişebilir.

Transformatör, giriş anahtarı kapatıldığında manyetik alan çöktüğünde, tek amacı nispeten büyük bir voltaj darbesine sahip olmak olan ekstra sargılarla donatılabilir. Manyetik alanda önemli miktarda enerji depolanır ve onu ekstra sargılar yoluyla birleştirmek, hızlı bir şekilde çökmesine yardımcı olur ve aksi takdirde meydana gelebilecek voltaj dalgalanmasını önler. Geri dönüş trafosu sargılarından gelen darbe katarı, doğru akım basit bir yarım dalgayla doğrultucu. Karşılık gelen ters polariteye sahip darbeler olmadığından tam dalga tasarımını kullanmanın bir anlamı yoktur. Bir sarımın bir dönüşü genellikle birkaç voltluk darbeler üretir. Daha eski televizyon tasarımlarında, transformatör, CRT hızlanma gerilimi için gereken yüksek gerilimi, doğrudan basit bir doğrultucu ile doğrultulan çıktı ile üretiyordu. Daha modern tasarımlarda, redresörün yerini bir gerilim çarpanı. Renkli televizyon setlerinin de yüksek voltajı kontrol etmek için bir regülatör kullanması gerekir. İlk setlerde şönt vakum tüp regülatörü kullanıldı, ancak katı hal setlerinin tanıtımı daha basit bir voltaja bağımlı direnç kullandı. Doğrultulmuş voltaj daha sonra nihai voltajı sağlamak için kullanılır. anot katot ışın tüpünün.

Genellikle televizyon devresinin diğer kısımlarını çalıştırmak için daha düşük voltajlar üreten yardımcı sargılar vardır. Modern ayarlayıcılarda varaktör diyotlarını ön gerilimlemek için kullanılan voltaj genellikle geri dönüş transformatöründen ("Hat Çıkışı Transformatörü" LOPT) türetilir. Tüp setlerinde, HV redresör tüpünün ısıtıcısını çalıştırmak için kullanılan HV sekonder olarak çekirdeğin karşı tarafında bir veya iki turlu filaman sargısı bulunur.

Pratik hususlar

Modern ekranlarda, LOPT, voltaj çoğaltıcı ve doğrultucu genellikle ana devre kartındaki tek bir pakete entegre edilmiştir. Resim tüpünün yanında genellikle LOPT'tan anot terminaline (kauçuk bir kapakla kaplı) kadar kalın bir şekilde yalıtılmış bir tel vardır.

Transformatörü geri dönüş frekansında çalıştırmanın bir avantajı, şebeke (hat) frekansında çalışan karşılaştırılabilir bir transformatörden çok daha küçük ve daha hafif olabilmesidir. Diğer bir avantajı da güvenli mekanizması - yatay saptırma devresi arızalanırsa, geri dönüş transformatörü çalışmayı durduracak ve ekranın geri kalanını kapatarak ekran yanığı aksi takdirde sabit bir elektron demetinden kaynaklanır.

İnşaat

Birincisi önce bir ferrit çubuğun etrafına sarılır ve ardından ikincil, birincilin etrafına sarılır. Bu düzenleme, kaçak endüktans birincil. Son olarak, manyetik alan çizgilerini kapatarak birincil / ikincil düzeneğin etrafına bir ferrit çerçeve sarılır. Çubuk ve çerçeve arasında bir hava boşluğu vardır ve bu isteksizlik.[4] İkincil, katman katman yaradır. emaye tel ve katmanlar arasında Mylar filmi. Bu şekilde, telin aralarında daha yüksek voltaj bulunan kısımlarının arasında daha fazla dielektrik malzeme bulunur.

Başvurular

Geri dönüş transformatörü, CRT ekran televizyon setleri ve CRT bilgisayar monitörleri gibi cihazlar. Voltaj ve frekansın her biri, cihaza bağlı olarak geniş bir ölçekte değişebilir. Örneğin, büyük bir renkli TV CRT'si için 20 ila 50 kV gerekebilir. yatay tarama hızı 15.734 kHz için NTSC cihazlar ve 15.625 kHz için PAL cihazlar. Bir güç (veya "ana şebeke") trafosunun aksine, bir alternatif akım 50 veya 60 hertz bir geri dönüş transformatörü tipik olarak, 15 kHz ila 50 kHz aralığında çok daha yüksek frekanslarda anahtarlamalı akımlarla çalışır.

Geri tepme transformatörü, yüksek erişilebilir voltajlar ve kolay kullanılabilirlik nedeniyle genellikle amatör yüksek voltaj deneyleri için kullanılır.

Ayrıca bakınız

Notlar

  1. ^ Keith Billings (Nisan 2003). "Geri Dönüş Transformatörlerinin Tasarlanması". Güç Elektroniği Teknolojisi.
  2. ^ Keith Billings (1 Nisan 2003). "Sürekli Olmayan Mod için Geri Dönüş Transformatörü Tasarlama". Güç Elektroniği Teknolojisi.
  3. ^ Keith Billings (1 Mayıs 2003). "Sürekli Çalışma Modu için Geri Dönüş Tasarımı". Güç Elektroniği Teknolojisi.
  4. ^ Billings, Keith. "Neden hava boşluğu var?". powerelectronics.com. Güç Elektroniği Teknolojisi.

Referanslar

Dış bağlantılar