Le transformateur flyback est une classe spéciale de transformateurs ' famille. Il s’agit fondamentalement d’un transformateur élévateur, mais avec un énorme potentiel d’augmentation de la tension. Par rapport aux transformateurs de puissance, il est compact et mobile. Une des applications courantes des transformateurs flyback est dans les téléviseurs à tube CRT, où une très haute tension est requise dans le tube image. Pour une entrée de 230 V, un transformateur flyback peut obtenir une sortie jusqu'à 20 000 V. Tel est le potentiel des transformateurs flyback. Il peut même fonctionner avec une basse tension telle que 12 V ou 5 V. Les aspects de construction sont différents d'un transformateur normal. L'application précoce du transformateur flyback a commencé par le contrôle du mouvement horizontal du faisceau d'électrons dans un tube à rayons cathodiques. Avec l'avènement de la technologie et des appareils, à l'heure actuelle, le transformateur flyback peut même être alimenté par une impulsion CC à l'aide d'un circuit de redressement composé d'appareils électroniques tels que MOSFET .
Qu'est-ce qu'un transformateur Flyback?
Définition: Un transformateur flyback peut être défini comme un dispositif de conversion d'énergie qui transfère l'énergie d'une partie du circuit à l'autre à puissance constante. Dans un transformateur flyback, la tension est augmentée jusqu'à une valeur très élevée en fonction de l'application. Il est également appelé transformateur de sortie de ligne, car la tension de ligne de sortie est fournie à l'autre partie du circuit. Avec l'aide du rectifier circuit, l'enroulement primaire du transformateur peut être piloté par un circuit CC.
Transformateur Flyback
Conception
Comme un transformateur conventionnel, un transformateur flyback diffère par sa conception et son application. Dans un transformateur conventionnel, le primaire doit être alimenté par une tension alternative, qui est augmentée ou diminuée en fonction du nombre de tours. La tension de sortie du transformateur conventionnel est limitée mais peut être utilisée pour diverses applications.
Conception de transformateur Flyback
Dans un transformateur flyback, l'enroulement primaire n'a pas besoin d'être excité par une tension alternative mais peut être excité même avec une entrée d'impulsion CC. L'entrée d'impulsion CC peut être de faible valeur comme 5 V ou 12 V, qui peut être obtenue même à partir d'un générateur de fonctions. La tension continue est convertie en impulsion continue avec un circuit de redressement. La tension de sortie dans un transformateur conventionnel est une tension alternative pure.
Mais dans le cas du transformateur flyback, il s'agit de l'arc formé, qui est de très haute tension. Cette tension de sortie ne peut pas être transmise sur de longues distances, mais ne peut être utilisée que pour des applications spécifiques telles que SMPS ou tube CRT. Le noyau du transformateur flyback est similaire au transformateur conventionnel mais est de taille compacte.
Pourquoi s'appelle-t-il un transformateur Flyback?
Le nom flyback a été inventé en raison de l'application de transformateurs flyback dans le tube CRT. Un transformateur flyback peut être alimenté avec une très basse tension. Lorsque l'enroulement primaire du transformateur est excité avec une tension en dents de scie, de faible valeur, en raison de la nature de la forme d'onde en dents de scie, il est rapidement alimenté et mis hors tension. Pour cette raison, le faisceau sur le CRT est renvoyé de droite à gauche. Avec cette propriété particulière qui est obtenue en raison du fonctionnement du transformateur, le nom a été inventé comme transformateur flyback.
Circuit de transformateur Flyback
Le schéma de circuit du transformateur flyback est illustré ci-dessous. Comme illustré, L1 et L2 sont les spires des enroulements. En général, pour le transformateur flyback, L2 est très élevé par rapport à L1, car il s’agit essentiellement d’un transformateur élévateur. Le condensateur côté entrée est prévu pour maintenir la tension constante. L'interrupteur SW est utilisé pour redresser la tension d'entrée.
Circuit de transformateur Flyback
La diode D est utilisée pour maintenir le flux unidirectionnel du courant secondaire. Le condensateur du côté secondaire est prévu pour maintenir la tension de sortie constante. Vin est la tension d'entrée et Vout est la tension de sortie. La convention de points montrée dans le circuit implique son inductance équivalente additive série pour le noyau global du transformateur.
Arc de transformateur Flyback
La tension de sortie du transformateur est d'une valeur élevée même jusqu'à 10 à 20 kV. La haute tension n'est pas de nature sinusoïdale mais a la forme d'un arc. Un arc se forme dans l'air lorsque deux corps hautement conducteurs sont placés à proximité. L'air entre les deux est ionisé et l'arc se forme. Le concept est le même chaque fois qu'un disjoncteur est mis sous tension, que l'isolateur est actionné ou que le phénomène de la couronne est activé.
Enroulement de transformateur Flyback
Afin d'obtenir une tension très élevée côté secondaire, les spires secondaires sont très grandes par rapport aux spires primaires. Les enroulements sont généralement en cuivre. Et comme dans un transformateur conventionnel, les enroulements sont correctement isolés les uns des autres. L'isolant en mica est généralement utilisé pour fournir l'isolation. Dans certaines applications comme les SMPS et les convertisseurs, l'isolation en papier est également utilisée. Contrairement à un transformateur conventionnel, aucune huile n'est utilisée à des fins d'isolation ou de collage. Les enroulements sont généralement de taille mince et, par conséquent, la perte et l'efficacité des enroulements s'améliorent.
Comment tester un transformateur Flyback?
Ce transformateur peut être testé sous divers aspects. Pour vérifier s'il y a un défaut dans l'enroulement, un testeur de transformateur de potentiel alimenté en ligne est utilisé pour vérifier les défauts. Dans le cas d'un enroulement ouvert, le testeur indiquera une impédance très élevée du côté enroulement, et dans le cas d'un court-circuit, l'impédance serait relativement faible.
Cette seule indication de défauts d'enroulement. Dans les testeurs récents, un affichage graphique indiquera également la salubrité du bobinage. Pour les défauts dans le condensateur, ce sera une opération bruyante. Un bruit comme un tic-tac apparaîtra du côté du moniteur. Cela se produit pour l'ouverture du condensateur. En cas de court-circuit du condensateur, l'écran sera vide. Il affichera un clignotement d'alimentation. Dans de tels cas, le condensateur doit être remplacé.
D'autres problèmes courants dans le transformateur sont les courts-circuits des enroulements, les fissures dans le noyau, les arcs externes à la terre, etc. Tous ces problèmes peuvent être testés à l'aide d'un testeur alimenté en ligne. Un multimètre commun peut également être utilisé pour tester la continuité du circuit et mesurer la tension à chaque point.
Transformateur Flyback fonctionnant
Le principe de fonctionnement du transformateur flyback est le même que celui du transformateur conventionnel à l'exception de ses aspects de conception. Comme le montre le schéma de circuit, lorsque l'enroulement primaire du transformateur est excité avec une forme d'onde en dents de scie basse tension, l'enroulement primaire est excité.
Comme le montrent les formes d'onde, lorsque l'enroulement primaire est sous tension, l'inductance primaire développe un courant de rampe comme indiqué sur le diagramme. Lorsque le courant de rampe atteint sa valeur de crête, la forme d'onde flyback développe un potentiel élevé. Ce qui est induit du côté secondaire. La diode du côté secondaire empêche la rampe de voler du côté arrière.
Le courant secondaire suit une rampe descendante, le moment où la tension atteint le point de coude int. À ce stade, une haute tension est obtenue du côté secondaire. Mais comme il ne peut pas être de nature alternative, il suit une structure en arc de potentiel très élevé qui dirige tous le faisceau d'électrons dans une direction particulière. Dans des applications comme SPMS, le deuxième potentiel est moindre, mais principe de conversion pour convertir le courant alternatif secondaire en mode commuté. Sur la base de la nature de la forme d'onde, le fonctionnement peut même être classé comme mode de fonctionnement continu ou discontinu.
Formes d'onde de circuit
La construction du transformateur flyback implique un enroulement primaire, un enroulement secondaire et un noyau. Dans le cas où il est excité à partir d'une alimentation CC, il se compose également d'une unité de redressement. En général, les spires d'enroulement primaire sont inférieures aux spires d'enroulement secondaire. Les enroulements sont en cuivre et isolés les uns des autres. Les techniques d'enroulement sont les mêmes que celles du transformateur conventionnel.
Les enroulements sont placés sur le noyau formant une série de circuits magnétiques. Cela permet au transformateur de résister à plus de tension à des spécifications de faible puissance. La jambe de noyau est de dimensions égales des deux côtés et l'enroulement est encerclé sur le noyau. Il forme le circuit magnétique pour être de nature additive.
Applications
Le applications de transformateur flyback inclure les éléments suivants.
- Tube CRT
- SPMS
- Technologies d'alimentation CC-CC
- Batterie en charge
- Télécom
- Applications solaires
Ainsi, il s'agit de un aperçu du transformateur flyback . Nous avons vu le principe de fonctionnement et les propriétés du transformateur flyback. En raison de l'avènement de la technologie, elle a gagné d'énormes applications, notamment dans le secteur des énergies renouvelables. Un aspect intéressant serait d'étudier la tension secondaire du transformateur flyback, qui est d'un potentiel énorme et stocke pour la charge des unités de batterie avec une constante de temps faible. Le condensateur sur l'enroulement secondaire peut être modifié pour y parvenir.
