Inleiding tot de Flyback-transformator

Zoals jullie allemaal weten, is de transformator een elektrisch apparaat dat hoge spanning omzet in lage spanning en omgekeerd, met behulp van wederzijdse inductie.

Een flyback-transformator is een speciaal type step-up-transformator die hoogspanningssignalen genereert en een enorm potentieel boostvermogen heeft. Beeldbuizen en CRT-televisie zijn enkele toepassingsvoorbeelden waarbij gebruik wordt gemaakt van een terugslagtransformator.

Met een ingangsspanning van 230 V kunnen deze transformatoren een uitgangsvermogen leveren van ongeveer 20,000 V. Ze kunnen zelfs werken bij spanningen van slechts 12 V tot 5 V.

Ontwerp van Flyback-transformator

Het bestaat uit een klein aantal elektrische componenten. Aan de ingang is een schakelapparaat bestaande uit transistors of MOSFET's aanwezig om de ingangsspanning van de primaire spoel in en uit te schakelen. De secundaire spoel heeft een diode die de stroom in tegengestelde richting beperkt.

Fig 1. Constructie van Flyback-transformator

In tegenstelling tot normale transformatoren is een terugslagtransformator zo ontworpen dat hij met gelijkspanning kan worden bekrachtigd. De primaire wikkeling wordt aangedreven door een schakelaar die gebruik maakt van gelijkstroomvoeding. Wanneer de primaire spoel wordt bekrachtigd, wordt de magnetische flux overgebracht naar de secundaire spoel. Maar omdat de secundaire spoel is verbonden met een diode in tegengestelde richting, wordt de stroom opgeslagen. Daarom wordt bij de volgende binnenkomende puls van de primaire wikkeling deze opgeslagen stroom (dwz de energie die in de vorige puls is opgeslagen) toegevoegd. Deze daaropvolgende toevoeging resulteert in een zeer hoge elektriciteitspuls aan de uitgang.

Principe van Flyback-transformator

Een flyback-transformator werkt door energie op te slaan in de vorm van een magnetisch veld tijdens de eerste halve cyclus en die energie vervolgens vrij te geven met omgekeerde klemspanning. Het apparaat maakt gebruik van een diode (ook wel flyback-diode genoemd) om de energieoverdracht te geleiden en te stoppen.

Afb. 2: Stroom bij in- en uitschakelen

Wanneer de primaire spoelschakelaar in de aan-stand staat, wordt er als gevolg van inductie elektrische stroom opgebouwd. De secundaire spoel die in serie met de terugslagdiode is verbonden, verzet zich tegen de stroomvorming. In plaats daarvan wordt de energie opgeslagen in de magnetische kern.

Stroom bij uitgeschakeld

Wanneer de primaire spoelschakelaar in de uit-stand staat, wordt de spanningspolariteit omgekeerd als gevolg van de magnetische wet van inductie, waardoor de diode naar voorwaartse bias verschuift. Dus nu begint de secundaire spoel stroom te geleiden.

Voordeel van Flyback-converter

Er kunnen meerdere spanningen worden geleverd terwijl ze geïsoleerd zijn van de primaire wikkeling.

Met één enkele bediening kunnen meerdere spanningen worden geregeld

Kan werken over een breed scala aan ingangsspanningen

Toepassing van Flyback-transformator

CRT-televisie om de horizontale stuurstraal te besturen

Telecommunicatiesysteem voor DC-DC-spanningsomzetting

Luchtvaart voor het verkrijgen van elektrische hoogspanningsvoorziening

Elektrische omvormers gebruiken deze transformator in fluctuerende frequenties en zetten laagspanning om naar hoogspanning

Deze transformatoren worden ook gebruikt in combinatie met industriële motoren, generatoren en pompen