Geri dönüş transformatörü - Flyback transformer

Eski tarz bir geri dönüş transformatörü.
Entegre üçlü ile modern CRT televizyon flyback trafosu

Bir geri-uçma transformatör aynı zamanda bir adlandırılır (fbt), çıkış transformatörü (LOPT), elektrik özel bir türü olan transformatör . Başlangıçta nispeten yüksek bir frekansta yüksek voltajlı testere dişi sinyalleri üretmek için tasarlandı. Modern uygulamalarda, hem düşük (3 V) hem de yüksek voltaj (10 kV üzerinde) beslemeleri için anahtarlamalı güç kaynaklarında yaygın olarak kullanılır .

Tarih

Geri tepme transformatör devresi, bir katot ışın tüpünde (CRT) elektron ışınının yatay hareketini kontrol etmenin bir yolu olarak icat edildi . Geleneksel transformatörlerin aksine, bir geri dönüş transformatörü, amaçlanan çıkış akımıyla aynı dalga şeklindeki bir sinyalle beslenmez. Böyle bir transformatörün uygun bir yan etkisi, manyetik devresinde mevcut olan önemli enerjidir. Bu, ekipmanın diğer parçalarını çalıştırmak için güç sağlamak için ekstra sargılar kullanılarak kullanılabilir. Özellikle, doğrultmadan sonra bir CRT için çok yüksek hızlanma voltajı sağlayabilen nispeten az sayıda sargı dönüşü kullanılarak çok yüksek voltajlar kolayca elde edilir . Bu tür bir transformatörün daha yeni birçok uygulaması, yüksek voltaj üretme ihtiyacını ortadan kaldırır ve cihazı, geleneksel bir ana transformatörden çok daha küçük olan bir transformatör kullanarak çok çeşitli düşük voltajlar üretmenin nispeten verimli bir yolu olarak kullanır.

Çalıştırma ve kullanım

Bir geri dönüş transformatöründe akım dalga biçimleri örneği

Geri tepme transformatörünün birincil sargısı, bir DC kaynağından (genellikle bir transistör) gelen bir anahtar tarafından sürülür. Anahtar açıldığında, birincil endüktans akımın bir rampada birikmesine neden olur. Sekonder sargı ile seri olarak bağlanan entegre bir diyot, sonunda birincil akım rampasına karşı çıkacak olan sekonder akımın oluşumunu engeller.

Anahtar kapatıldığında, primerdeki akım sıfıra düşer. Manyetik çekirdekte depolanan enerji, çekirdekteki manyetik alan çöktüğünde ikincil olarak serbest bırakılır. Çıkış sargısındaki voltaj, yük koşulları tarafından sınırlanana kadar çok hızlı (genellikle bir mikrosaniyeden daha az) yükselir. Voltaj sekonder akıma izin verecek seviyeye ulaştığında, şarj akışı azalan bir rampa şeklindedir.

Döngü daha sonra tekrar edilebilir. Sekonder akımın tamamen sıfıra deşarj olmasına izin verilirse (çekirdekte depolanan enerji yok), bu durumda transformatörün süreksiz modda (DCM) çalıştığı söylenir . Çekirdekte her zaman bir miktar enerji depolandığında (ve mevcut dalga formları üçgen yerine yamuk şeklinde görünüyorsa ), bu sürekli moddur (CCM). Bu terminoloji özellikle güç kaynağı transformatörlerinde kullanılmaktadır.

Düşük voltaj çıkış sargısı, birincil akımın testere dişini yansıtır ve örneğin televizyon amaçları için, birincilden daha az dönüşe sahiptir, böylece daha yüksek bir akım sağlar. Bu, ekranın yatay (çizgi) frekansında tekrarlanan rampalı ve darbeli bir dalga biçimidir . Geri dönüş (testere dişi dalgasının dikey kısmı), enerjinin gidecek hiçbir yeri yoksa geri dönüş transformatörü için potansiyel bir sorun olabilir: bir manyetik alan ne kadar hızlı çökerse, endüklenen voltaj o kadar büyük olur ve bu, kontrol edilmezse, üzerinde yanıp sönebilir. trafo terminalleri. Kullanılan yüksek frekans, çok daha küçük bir transformatörün kullanımına izin verir. Olarak televizyon seti, bu yüksek frekanslı yaklaşık 15 olan kilohertz (PAL için 15.625 kHz için 15,734 kHz NTSC ) ve neden olduğu transformatör çekirdeğinden titreşimler manyetositriksiyon genellikle yüksek düzeyde vınlama olarak duyulabilir. Modern bilgisayar ekranlarında frekans, yaklaşık 30 kHz'den 150 kHz'e kadar 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 depolanan önemli miktarda enerji vardır ve bunu ekstra sargılarla birleştirmek, hızlı bir şekilde çökmesine yardımcı olur ve aksi takdirde oluşabilecek voltaj sıçramasını önler. Geri dönüşlü transformatör sargılarından gelen darbe dizisi, basit bir yarım dalga doğrultucu ile doğru akıma dönüştürülür . Zıt kutuplu karşılık gelen darbeler olmadığından tam dalga tasarımı kullanmanın bir anlamı yoktur. Bir sargının bir dönüşü genellikle birkaç voltluk darbeler üretir. Eski televizyon tasarımlarında, transformatör, basit bir doğrultucu tarafından doğrultulan çıkışla doğrudan CRT hızlandırma voltajı için gerekli yüksek voltajı üretti. Daha modern tasarımlarda, doğrultucu bir voltaj çarpanı ile değiştirilir . Renkli televizyonlar da yüksek voltajı kontrol etmek için bir regülatör kullanmak zorundadır. İlk setler bir şönt vakum tüp regülatörü kullandı, ancak katı hal setlerinin tanıtımı daha basit bir voltaj bağımlı direnç kullandı. Doğrultulmuş voltaj daha sonra katod ışın tüpünün son anodunu beslemek için kullanılır .

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

pratik düşünceler

Modern ekranlarda LOPT, voltaj çoğaltıcı ve doğrultucu genellikle ana devre kartı üzerinde tek bir pakete entegre edilmiştir. Resim tüpünün yan tarafında genellikle LOPT'den anot terminaline (lastik bir kapakla kaplı) kalın bir şekilde yalıtılmış bir tel bulunur.

Transformatörü geri dönüş frekansında çalıştırmanın bir avantajı, şebeke (hat) frekansında çalışan benzer bir transformatörden çok daha küçük ve daha hafif olabilmesidir. Diğer bir avantajı, güvenli bir mekanizma sağlamasıdır - yatay sapma devresi arızalanırsa, geri dönüş transformatörü çalışmayı durduracak ve ekranın geri kalanını kapatacak ve aksi takdirde sabit bir elektron ışınından kaynaklanacak ekran yanmasını önleyecektir .

Yapı

Birincil, önce bir ferrit çubuğun etrafına sarılır ve ardından ikincil, birincilin etrafına sarılır. Bu düzenleme , birincilin kaçak endüktansını en aza indirir . Son olarak, birincil/ikincil düzeneğin etrafına bir ferrit çerçeve sarılarak manyetik alan çizgileri kapatılır. Çubuk ve çerçeve arasında isteksizliği artıran bir hava boşluğu vardır . İkincil, emaye tel ile katman katman sarılır ve katmanlar arasında Mylar film. Bu sayede telin aralarında daha yüksek gerilim bulunan kısımları arasında daha fazla dielektrik malzeme bulunur.

Uygulamalar

Geri dönüş transformatörü, televizyon setleri ve CRT bilgisayar monitörleri gibi CRT ekranlı cihazların çalışmasında kullanılır . Voltaj ve frekans, cihaza bağlı olarak geniş bir ölçekte değişebilir. Örneğin, büyük bir renkli TV CRT'si, NTSC cihazları için 15.734 kHz ve PAL cihazları için 15.625 kHz yatay tarama hızı ile 20 ila 50 kV gerektirebilir . 50 veya 60 hertz'lik bir alternatif akım kullanan bir güç (veya "şebeke") transformatörünün aksine , bir geri dönüş transformatörü tipik olarak 15 kHz ila 50 kHz aralığında çok daha yüksek frekanslarda anahtarlamalı akımlarla çalışır.

Flyback transformatörü, yüksek ulaşılabilir voltajlar ve kolay kullanılabilirlik nedeniyle genellikle amatör yüksek voltaj deneyleri için kullanılır.

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar