Flyback Transformer คืออะไร: การทำงานและการใช้งาน

ฟลายแบ็คหม้อแปลงเป็นคลาสพิเศษของ หม้อแปลง ‘ครอบครัว. โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-up แต่มีศักยภาพอย่างมากในการเพิ่มแรงดันไฟฟ้า เมื่อเทียบกับหม้อแปลงไฟฟ้ามีขนาดกะทัดรัดและเคลื่อนที่ได้ หนึ่งในแอปพลิเคชั่นทั่วไปของหม้อแปลงฟลายแบ็คคือในโทรทัศน์หลอด CRT ซึ่งต้องใช้แรงดันไฟฟ้าสูงมากในหลอดภาพ สำหรับอินพุต 230 V หม้อแปลงฟลายแบ็คสามารถรับเอาต์พุตได้สูงถึง 20,000 V นั่นคือศักยภาพของหม้อแปลงฟลายแบ็ค สามารถทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำเช่น 12 V หรือ 5V ลักษณะการก่อสร้างแตกต่างจากหม้อแปลงทั่วไป การประยุกต์ใช้หม้อแปลงฟลายแบ็คในยุคแรกเริ่มต้นด้วยการควบคุมการเคลื่อนที่ในแนวนอนของลำอิเล็กตรอนในหลอดรังสีแคโทด ด้วยการถือกำเนิดของเทคโนโลยีและอุปกรณ์ในปัจจุบันหม้อแปลงฟลายแบ็คสามารถเพิ่มพลังงานด้วยพัลส์ DC ด้วยความช่วยเหลือของวงจรแก้ไขที่ประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เช่น มอสเฟต .

Flyback Transformer คืออะไร?

คำจำกัดความ: หม้อแปลงฟลายแบ็คสามารถกำหนดให้เป็นอุปกรณ์แปลงพลังงานที่ถ่ายโอนพลังงานจากส่วนหนึ่งของวงจรไปยังอีกส่วนหนึ่งด้วยกำลังคงที่ ในหม้อแปลงฟลายแบ็คแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเป็นค่าที่สูงมากตามการใช้งาน เรียกอีกอย่างว่าหม้อแปลงเอาท์พุทแบบไลน์เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของสายเอาต์พุตถูกป้อนไปยังส่วนอื่นของวงจร ด้วยความช่วยเหลือของ การแก้ไข วงจรขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงสามารถขับเคลื่อนด้วยวงจร DC

หม้อแปลง Flyback

ออกแบบ

เช่นเดียวกับหม้อแปลงทั่วไปหม้อแปลงฟลายแบ็คมีความแตกต่างในการออกแบบและการใช้งาน ในหม้อแปลงธรรมดาตัวหลักจะต้องป้อนด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามจำนวนรอบ แรงดันไฟฟ้าขาออกของหม้อแปลงทั่วไปมี จำกัด แต่สามารถใช้งานได้หลากหลาย

การออกแบบ Flyback Transformer

ในหม้อแปลงฟลายแบ็คขดลวดปฐมภูมิไม่จำเป็นต้องตื่นเต้นกับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ แต่สามารถตื่นเต้นได้แม้จะมีอินพุตพัลส์ DC อินพุตพัลส์ DC อาจมีระดับต่ำเช่น 5 V หรือ 12 V ซึ่งสามารถหาได้จากเครื่องกำเนิดฟังก์ชัน แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะถูกแปลงเป็นพัลส์ DC ด้วยวงจรแก้ไข แรงดันไฟฟ้าขาออกในหม้อแปลงธรรมดาคือแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับบริสุทธิ์

แต่ในกรณีของหม้อแปลงฟลายแบ็คมันเป็นส่วนโค้งที่เกิดขึ้นซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าสูงมาก แรงดันไฟฟ้าขาออกนี้ไม่สามารถส่งไปยังระยะทางไกลได้ แต่สามารถใช้ได้เฉพาะกับแอปพลิเคชันเฉพาะเช่น SMPS หรือหลอด CRT แกนกลางของหม้อแปลงฟลายแบ็คคล้ายกับหม้อแปลงทั่วไป แต่มีขนาดกะทัดรัด

ทำไมจึงเรียกว่า Flyback Transformer?

ชื่อฟลายแบ็คได้รับการประกาศเกียรติคุณเนื่องจากการใช้หม้อแปลงฟลายแบ็คในท่อ CRT หม้อแปลงฟลายแบ็คสามารถจ่ายพลังงานด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำมาก เมื่อขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงตื่นเต้นด้วยแรงดันไฟฟ้าแบบฟันเลื่อยซึ่งมีค่าต่ำเนื่องจากลักษณะของรูปคลื่นฟันเลื่อยจะได้รับพลังงานและไม่ได้รับพลังงานอย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ลำแสงบน CRT จึงบินกลับจากขวาไปซ้าย ด้วยคุณสมบัติที่แปลกประหลาดนี้ซึ่งได้มาจากการทำงานของหม้อแปลงจึงได้รับการประกาศเกียรติคุณเป็นหม้อแปลงฟลายแบ็ค

Flyback Transformer Circuit

แผนภาพวงจรสำหรับหม้อแปลงฟลายแบ็คแสดงไว้ด้านล่าง ดังที่แสดง L1 และ L2 คือการหมุนของขดลวด โดยทั่วไปสำหรับหม้อแปลงฟลายแบ็ค L2 นั้นสูงกว่า L1 มากเนื่องจากเป็นหม้อแปลงแบบ step-up ตัวเก็บประจุที่ด้านอินพุตมีไว้เพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ สวิตช์ SW ใช้เพื่อแก้ไขแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

Flyback Transformer Circuit

ไดโอด D ใช้เพื่อรักษาการไหลแบบทิศทางเดียวของกระแสไฟฟ้าทุติยภูมิ ตัวเก็บประจุที่ด้านทุติยภูมิมีไว้เพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าขาออกให้คงที่ Vin คือแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและ Vout คือแรงดันไฟฟ้าขาออก รูปแบบจุดที่แสดงในวงจรแสดงถึงความเหนี่ยวนำเทียบเท่าชุดสารเติมแต่งสำหรับแกนโดยรวมของหม้อแปลง

Flyback Transformer Arc

แรงดันไฟฟ้าขาออกของหม้อแปลงมีค่าสูงถึง 10 ถึง 20 kV ไฟฟ้าแรงสูงไม่ได้มีลักษณะเป็นรูปซายน์ แต่อยู่ในรูปของส่วนโค้ง ส่วนโค้งเกิดขึ้นในอากาศเมื่อมีการวางวัตถุที่มีตัวนำไฟฟ้าสูงสองตัวไว้ใกล้ ๆ กัน อากาศที่อยู่ระหว่างนั้นแตกตัวเป็นไอออนและส่วนโค้งที่เกิดขึ้น แนวคิดนี้เหมือนกันทุกครั้งที่มีการกระตุ้นเบรกเกอร์ตัวแยกจะทำงานหรือปรากฏการณ์ของโคโรนา

Flyback Transformer ที่คดเคี้ยว

เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่สูงมากที่ด้านทุติยภูมิรอบรองมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับรอบปฐมภูมิ ขดลวดโดยทั่วไปทำจากทองแดง และเช่นเดียวกับในหม้อแปลงทั่วไปขดลวดจะถูกหุ้มฉนวนซึ่งกันและกันอย่างเหมาะสม โดยทั่วไปจะใช้ฉนวนไมก้าเพื่อให้ฉนวนกันความร้อน ในบางแอปพลิเคชันเช่น SMPS และตัวแปลงจะใช้ฉนวนกระดาษด้วย ซึ่งแตกต่างจากหม้อแปลงไฟฟ้าทั่วไปไม่มีการใช้น้ำมันเพื่อเป็นฉนวนหรือคอลลิ่ง โดยทั่วไปขดลวดจะมีขนาดบางและด้วยเหตุนี้การสูญเสียและประสิทธิภาพของขดลวดจึงดีขึ้น

วิธีทดสอบ Flyback Transformer

หม้อแปลงนี้สามารถทดสอบได้ในแง่มุมต่างๆ ในการตรวจสอบว่ามีความผิดปกติใด ๆ ในขดลวดหรือไม่เครื่องทดสอบหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีศักยภาพที่ใช้สายจะถูกใช้เพื่อตรวจสอบความผิดพลาด ในกรณีของการคดเคี้ยวแบบเปิดเครื่องทดสอบจะระบุอิมพีแดนซ์ที่สูงมากในด้านที่คดเคี้ยวและในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจรอิมพีแดนซ์จะค่อนข้างต่ำ

นี่เป็นข้อบ่งชี้ของความผิดพลาดที่คดเคี้ยว ในผู้ทดสอบล่าสุดจอแสดงผลแบบกราฟิกจะบ่งบอกถึงความแข็งแรงของขดลวด สำหรับความผิดพลาดในตัวเก็บประจุจะเป็นการทำงานที่มีเสียงดัง เสียงรบกวนเช่น tic-tac จะปรากฏที่ด้านข้างของจอภาพ สิ่งนี้เกิดขึ้นกับการเปิดตัวเก็บประจุ ในกรณีที่ตัวเก็บประจุลัดวงจรจอแสดงผลจะว่างเปล่า มันจะแสดงไฟกะพริบ ในกรณีเช่นนี้จำเป็นต้องเปลี่ยนตัวเก็บประจุ

ปัญหาที่พบบ่อยอื่น ๆ ในหม้อแปลงคือการลัดวงจรการแตกร้าวในแกนกลางการต่อสายดินจากภายนอกเป็นต้นปัญหาทั้งหมดนี้สามารถทดสอบได้โดยใช้เครื่องทดสอบแบบใช้สาย นอกจากนี้ยังสามารถใช้มัลติมิเตอร์ทั่วไปเพื่อทดสอบความต่อเนื่องของวงจรและวัดแรงดันไฟฟ้าในแต่ละจุด

Flyback Transformer ทำงาน

หลักการทำงานของหม้อแปลงฟลายแบ็คนั้นเหมือนกับหม้อแปลงทั่วไปยกเว้นด้านการออกแบบ ดังแสดงในแผนภาพวงจรเมื่อขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงตื่นเต้นด้วยรูปคลื่นฟันเลื่อยแรงดันต่ำขดลวดปฐมภูมิจะได้รับพลังงาน

ดังแสดงในรูปคลื่นเมื่อขดลวดปฐมภูมิได้รับพลังงานตัวเหนี่ยวนำหลักจะพัฒนากระแสทางลาดดังที่แสดงในแผนภาพ เมื่อกระแสทางลาดถึงค่าสูงสุดรูปคลื่นของฟลายแบ็คจะพัฒนาศักยภาพสูง ซึ่งเหนี่ยวนำด้านทุติยภูมิ. ไดโอดที่ด้านทุติยภูมิป้องกันไม่ให้ทางลาดบินกลับด้าน

กระแสไฟฟ้าทุติยภูมิตามทางลาดลงเวลาที่แรงดันไฟฟ้าถึงจุดเข่า int ณ จุดนี้ไฟฟ้าแรงสูงจะได้รับที่ด้านทุติยภูมิ แต่เนื่องจากธรรมชาติไม่สามารถเป็น AC ได้จึงเป็นไปตามโครงสร้างคล้ายอาร์กที่มีศักยภาพสูงมากซึ่งทั้งหมดจะนำลำแสงอิเล็กตรอนไปในทิศทางเดียว ในแอปพลิเคชันเช่น SPMS ศักยภาพที่สองจะน้อยกว่า แต่หลักการแปลงเพื่อแปลง AC รองในโหมดสวิทช์ ขึ้นอยู่กับลักษณะของรูปคลื่นการทำงานสามารถจำแนกได้ว่าเป็นโหมดการทำงานต่อเนื่องหรือไม่ต่อเนื่อง

รูปคลื่นวงจร

โครงสร้างหม้อแปลงฟลายแบ็คเกี่ยวข้องกับขดลวดปฐมภูมิขดลวดทุติยภูมิและแกน ในกรณีที่ตื่นเต้นจากแหล่งจ่ายไฟ DC ก็ประกอบด้วยหน่วยแก้ไข โดยทั่วไปการหมุนของขดลวดปฐมภูมิจะน้อยกว่าการหมุนของขดลวดทุติยภูมิ ขดลวดทำจากทองแดงและหุ้มฉนวนซึ่งกันและกัน เทคนิคการคดเคี้ยวเหมือนกับหม้อแปลงทั่วไป

ขดลวดถูกวางไว้เหนือแกนเพื่อสร้างวงจรแม่เหล็กหลายชุด สิ่งนี้ช่วยให้หม้อแปลงสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าได้มากขึ้นที่ข้อกำหนดพลังงานต่ำ ขาแกนมีขนาดเท่ากันทั้งสองด้านและขดลวดล้อมรอบแกน มันสร้างวงจรแม่เหล็กให้เป็นส่วนเสริมในธรรมชาติ

การใช้งาน

การใช้งานหม้อแปลงฟลายแบ็ค รวมสิ่งต่อไปนี้

• หลอด CRT
• SPMS
• เทคโนโลยี DC-DC Power
• การชาร์จแบตเตอรี่
• โทรคมนาคม
• การใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของหม้อแปลงฟลายแบ็ค . เราได้เห็นหลักการทำงานและคุณสมบัติของหม้อแปลงฟลายแบ็ค เนื่องจากการถือกำเนิดของเทคโนโลยีจึงได้รับแอพพลิเคชั่นจำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในภาคพลังงานหมุนเวียน อีกแง่มุมหนึ่งที่น่าสนใจคือการศึกษาแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิของหม้อแปลงฟลายแบ็คซึ่งมีศักยภาพมากและเก็บไว้สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ด้วยค่าคงที่เวลาต่ำ ตัวเก็บประจุบนขดลวดทุติยภูมิสามารถแก้ไขได้เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้