22. Fly-Back Type Switched Mode Power Supply

Rohmat Khoirul Sidiq

111910201039

22.1 Introduction

• Fly -back converter adalah SMP sirkuit paling sering digunakan untuk aplikasi daya output yang rendahdi mana tegangan keluaran harus terisolasi dari pasokan utama masukan . Daya keluaran dariJenis fly -back sirkuit SMP dapat bervariasi dari beberapa watt menjadi kurang dari 100 watt . Keseluruhan rangkaiantopologi konverter ini jauh lebih sederhana dari sirkuit lainnya SMP . Masukan ke sirkuitadalah tegangan dc umumnya tidak diatur diperoleh dengan memperbaiki tegangan listrik ac diikuti olehfilter kapasitor sederhana . Sirkuit yang dapat menawarkan tegangan output terisolasi satu atau beberapa dan dapatberoperasi lebih dari berbagai variasi tegangan input. Dalam hal efisiensi energi , fly -backpasokan listrik lebih rendah untuk banyak sirkuit lainnya SMP tapi topologi sederhana dan biaya rendahmembuatnya populer dalam rentang daya output yang rendah .Yang umum digunakan fly -back converter membutuhkan saklar terkendali tunggal seperti ,MOSFET dan frekuensi switching yang biasa adalah di kisaran 100 kHz . A dua -beralih topologi ada yang menawarkan efisiensi energi yang lebih baik dan stres tegangan kurangdi switch tetapi biaya lebih dan kompleksitas sirkuit juga meningkatsedikit . Pelajaran ini terbatas untuk mempelajari sirkuit fly -back tunggalberalih topologi .

22.2 Basic Topology of Fly-Back Converter

• Fig.22.1 menunjukkan topologi dasar sirkuit fly -back . Masukan ke sirkuit mungkin tidak diaturdc tegangan berasal dari pasokan utilitas ac setelah pembetulan dan beberapa penyaringan . Riak digelombang tegangan dc umumnya frekuensi rendah dan bentuk gelombang tegangan riak keseluruhanmengulangi pada dua kali frekuensi ac listrik. Karena sirkuit SMP dioperasikan pada jauh lebih tinggifrekuensi ( dalam kisaran 100 kHz ) tegangan input , meskipun menjadi tidak diatur , mungkindianggap memiliki magnitude yang konstan selama setiap siklus frekuensi tinggi . Sebuah cepat beralihperangkat ( ' S ' ) , seperti MOSFET , digunakan dengan kontrol dinamis cepat atas rasio tugas switch ( rasioON waktu untuk beralih periode waktu ) untuk mempertahankan tegangan output yang diinginkan . Transformator , diFig.22.1 , digunakan untuk isolasi tegangan serta untuk pencocokan yang lebih baik antara input dan outputtegangan dan kebutuhan saat ini . Gulungan primer dan sekunder dari transformator yang lukamemiliki kopling yang baik sehingga mereka dihubungkan oleh fluks magnetik hampir sama . Seperti yang akan ditunjukkan dalambagian berikutnya gulungan primer dan sekunder transformator fly -back tidak membawasaat bersamaan dan dalam pengertian ini transformator fly -back bekerja secara berbeda daritransformator normal. Dalam transformator normal, di bawah beban , gulungan primer dan sekundermelakukan secara bersamaan sehingga ampere berubah dari gulungan primer hampir seimbang denganmenentang ampere - putaran gulungan sekunder ( perbedaan kecil dalam ampere -turns adalahdiperlukan untuk menetapkan fluks dalam inti non - ideal) .

22.3 Principle of Operation

• Seperti dapat dilihat dari diagram sirkuit Fig.22.1 , ketika saklar ' S ' aktif, gulungan primertransformator akan terhubung ke pasokan input dengan ujung titik-titik yang terhubung ke positifside . Pada saat ini dioda ' D ' dihubungkan secara seri dengan gulungan sekunder mendapat terbalikbias karena tegangan induksi di sekunder ( potensi akhir titik-titik yang lebih tinggi ) . Jadi denganbalik pada switch ' S ' , gulungan primer mampu membawa arus tapi saat ini di sekunderberliku diblokir karena dioda bias terbalik. Fluks didirikan pada inti transformatordan menghubungkan gulungan sepenuhnya karena arus berliku primer. Ini modus sirkuit memilikidigambarkan di sini sebagai - Mode 1 dari operasi sirkuit . Gambar . 22.2 ( a) menunjukkan ( sesuai tebal ) saat inimembawa bagian dari sirkuit dan Gambar . 22.2 ( b ) menunjukkan sirkuit yang secara fungsional setara denganfly -back sirkuit selama mode - 1 . Dalam rangkaian ekuivalen ditunjukkan , saklar melakukan atau diodadiambil sebagai saklar korsleting dan perangkat yang tidak melakukan diambil sebagai saklar terbuka . inirepresentasi dari saklar ini sejalan dengan asumsi kita di mana switch dan diodadiasumsikan memiliki sifat ideal, memiliki nol drop tegangan selama konduksi dan nol kebocoransaat ini selama keadaan off .

• Mode-2 operasi sirkuit dimulaiketika saklar 'S' dimatikan setelahmelakukan untuk beberapa waktu. Berliku jalan arus primer rusakdan sesuai dengan hukum induksimagnetik, polaritas tegangan gulunganmundur. Pembalikan polaritastegangan membuat diodasirkuit sekunder bias maju. Gambar. 22.3 (a) menunjukkanjalan saat ini (sesuai tebal) selamaMode-2 operasi sirkuit sementaraGambar. 22.3 (b) menunjukkansetara fungsional sirkuitselama mode ini.

• Selama modus terputus, setelahtransfer lengkap dari energi medanmagnet untuk output, emf gulungan sekunder serta jatuhsaat ini ke nol dan dioda secara seridengan gulunganberhenti melakukan. Output kapasitor namun terus memasoktegangan terganggu denganbeban. Ini bagian dari operasisirkuit telah disebut sebagai mode-3 dari operasi sirkuit. Mode-3 berakhir dengan turn ON switch 'S' dan kemudian sirkuit lagi pergi keMode-1 danurutan mengulangi.