Indukcyjność, to nie takie straszne, cz.5.pdf

K U R S

Indukcyjności

To nie takie straszne, część 5

Transformatory impulsowe

W tej części artykułu

skupiamy się na budowie

i zasadzie działania

transformatorów impulsowych

w najpopularniejszych

konﬁguracjach stosowanych

w zasilaczach i przetwornicach.

mi rdzenia (daje to podobny efekt

do szczeliny powietrznej w środko-

wej kolumnie rdzenia), przy czym

zastosowanie szczeliny w środkowej

kolumnie rdzenia zapewnia lepsze

sprzężenie między uzwojeniami

oraz silniejsze ekranowanie magne-

tyczne transformatora.

Transformatory typu ﬂyback

Na rys. 28 pokazano podsta-

wowe przebiegi prądu i napięcia

dla transformatora typu ﬂyback .

W pierwszej fazie cyklu klucz dołą-

cza dławik L bezpośrednio do na-

pięcia wejściowego. Dzięki stałemu

napięciu wejściowemu Ue prąd,

który rośnie liniowo, przepływa

przez dławik. W tej fazie dioda D

jest blokowana. Gdy klucz S otwie-

ra się, polaryzacja na dławiku jest

odwracana, tak że dioda otwiera

się, a energia zmagazynowana w dła-

wiku jest przekazywana do konden-

satora ładującego C obciążenia R.

Dławik zachowuje się jak źródło

energii. Tak więc, poprzez regu-

lację czasu ładowania, przy danej

częstotliwości możliwe jest zróż-

nicowanie energii zmagazynowanej

w dławiku. W celu uzyskania sepa-

racji galwanicznej pomiędzy wej-

ściem a wyjściem obwodu, dławik

jest zastąpiony przez transformator.

Ten element występuje jako pośred-

ni magazyn energii, tak też obwód

obciążeniowy może używać energii

zmagazynowanej w transformatorze

i nie dochodzi do bezpośredniego

obciążenia źródła zasilania. Warun-

kiem magazynowania energii jest

to, aby rdzeń transformatora posia-

dał szczelinę powietrzną w środko-

wej kolumnie, albo przekładkę izo-

lacyjną między obydwoma połówka-

Rys. 29. Zasilacz typu flyback

z transformatorem

Rys. 30. Podstawowy układ zasila-

cza typu forward

Rys. 31. Zasilacz typu forward

z transformatorem

Rys. 28. Podstawowy układ zasilacza typu flyback

Rys. 32. Podstawowy układ zasila-

cza typu push–pull

Elektronika Praktyczna 4/2006

103

K U R S

żenia. Ponieważ transport energii

do układu wyjściowego odbywa

się również podczas gdy klucz

jest zamknięty, typ tego transfor-

matora nazywany jest forward.

Analogicznie do transformatorów

typu ﬂyback energia w tym typie

zasilaczy magazynowana w dła-

wiku może być zmieniona przez

różne czasy kluczowania.

Na rys. 31 przedstawiono zasi-

lacz typu forward wraz z transfor-

matorem dla separacji i zamiany

napięcia sieci. Przy zastosowaniu

rdzenia bez szczeliny powietrznej

utrzymywane stałe sprzężenie ma-

gnetyczne jest pomiędzy uzwoje-

niem pierwotnym, a wtórnym. Jed-

nakże gromadzenie i wygładzanie

prądu wyjściowego musi być reali-

zowane w oddzielnym dławiku L s

magazynującym energię dla każdego

napięcia wyjściowego oddzielnie.

Energia magazynowana przez trans-

formator podczas fazy przewodzenia

jest transportowana do L1, D3, C e

w fazie blokowania. Dioda otwiera

się dzięki zmianie polaryzacji dła-

wika magazynującego energię.

Transformatory typu forward

Na rys. 30 pokazano podstawo-

wy układ transformatora typu for-

ward . Gdy klucz S jest zamknięty

wówczas prąd, który wzrasta linio-

wo przepływa przez cewkę wprost

do kondensatora C a i do obciążenia

R L . W tej fazie energia jednocze-

śnie jest transportowana do dławi-

ka i do obciążenia, a dioda D jest

blokowana. Gdy klucz otwiera się

pole magnetyczne dławika zostaje

przerwane. Polaryzacja dławika zo-

staje obrócona powodując tym sa-

mym otwarcie się diody. Energia

z dławika dostarczana jest przez

diodę do kondensatora i do obcią-

Transformatory push–pull

Transformatory typu push–pull

składają się z dwóch sprzężonych

ze sobą transformatorów. Przełącz-

niki S1i S2 naprzemiennie łączą

uzwojenie pierwotne ze źródłem

U e . W porównaniu z transformato-

rem typu ﬂyback i forward konﬁ-

guracja ta oferuje możliwość pra-

cy na pełnej pętli histerezy. Dzię-

ki układowi bipolarnemu możliwe

jest uzyskanie dwukrotnie więk-

szej mocy przy tej samej wielko-

ści rdzenia. Nawet przy dużych

zmianach obciążenia transforma-

tor typu push–pull generuje sy-

metryczne napięcie wyjściowe,

co czyni możliwym bezpośrednie

użycie napięcia zmiennego bez

wcześniejszego prostowania, stoso-

wane na przykład w oświetleniu

halogenowym.

Jacek Abramowicz

www.FERYSTER.pl

Uwaga!

Na kartoniku (dostępnym wyłącznie

w wersji EP z CD) publikujemy tablicę

ułatwiającą dobór konﬁguracji zasilacza

do wymagań aplikacji!

Informacje, które przedstawiłem

w powyższym artykule to mini-

mum wiedzy z tego zakresu. Do-

brą wiadomością jest fakt, że wy-

starczą one do zaprojektowania

prostych elementów indukcyjnych

i uruchomienia nowych ciekawych

urządzeń, które do dziś były od-

kładane na później.

To naprawdę jest łatwe… na po-

czątku.

Rys. 33. Transformator typu push–pull

Życzę udanych projektów i latami

działających urządzeń.

Jacek Abramowicz

Rys. 34. Przykładowa budowa transformatora typu flyback

104

Elektronika Praktyczna 4/2006

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: