Sursă în Comutație de Tip Flyback cu Izolare Galvanică

Să se proiecteze o sursă în comutaţie de tip flyback cu izolare galvanică

Date de proiectare:

- Tensiunea de ieşire : 10V

- Curentul de intrare : 100mA

- Protecţie la suprasarcină : 150mA

- Frecvenţa de comutaţie : 15KHz

- Tensiunea de intrare : 15V

Consideraţii teoretice. Sursa de tip flyback.

În multe aplicaţii se impune ca între sursa de energie electrică de curent continuu şi consumator să existe izolare galvanică, iar această cerinţă poate fi uşor îndeplinită dacă între sursa de alimentare şi sarcină se intercalează un transformator.

Deoarece transferul energiei este posibil doar dacă tensiunea din primarul transformatorului este alternativă, se introduce un întrerupător care comută periodic în circuitul primar.

În figura 1 este prezentat un circuit de conversie cc-cc , care asigura izolarea galvanică necesară între sursă şi sarcină.

- Fig. 1 –

Pentru ca circuitul prezentat mai sus să poată funcţiona, trebuie ca înfăşurarea primară şi cea secundară a transformatorului să fie bobinate în sens invers, ca şi în figura 1.

Pentru uşurarea analizei circuitului, se presupune că toate componentele sunt ideale şi că trecerea comutatorului dintr-o stare în alta se face instantaneu. De asemenea, se presupune ca prin infăşurările transformatorului, curenţii au o variaţie liniară în timp.

Comutatorul K se închide şi deschide periodic cu o fecvenţă constantă. În cazul în care k este închis (figura 2a) se poate scrie:

, unde reprezintă intervalul de timp în care K se află închis ( ), ( ), iar reprezintă inductanţa înfăşurării primare. Dioda D este polarizată invers iar C se descarcă pe . Se obervă că valoarea maximă a curentului în primarul transformatorului depinde direct proporţional de valoarea factorului de umplere

- Fig. 2a - - Fig. 2b –

După deschiderea comutatorului K, polaritatea tensiunii, polaritatea tensiunii la bornele transformatorului se inversează (fig. 2b). În acest caz dioda D intră în conducţie iar energia inmagazinată în miezul transformatorului este cedată sarcinii pe durata intervalului de timp . Variaţia curentului este dată de relaţia următoare:

,

unde reprezintă inductanţa înfăşurării secundare.

Pentru un transformator ideal , unde , reprezintă numărul de spire din primar respective secundar şi: