Introduzione al trasformatore flyback

Come tutti sapete, il trasformatore è un dispositivo elettrico che converte l'alta tensione in bassa tensione e viceversa mediante mutua induzione.

Un trasformatore flyback è un tipo speciale di trasformatore step-up che genera segnali ad alta tensione e ha un'enorme capacità di potenziamento potenziale. I tubi catodici e i televisori CRT sono alcuni esempi di applicazione in cui viene utilizzato un trasformatore flyback.

Con un ingresso di 230 V, questi trasformatori possono fornire un'uscita di circa 20,000 V. Possono funzionare anche a tensioni comprese tra 12 V e 5 V.

Progettazione del trasformatore flyback

È costituito da un piccolo numero di componenti elettrici. All'ingresso è presente un dispositivo di commutazione costituito da transistor o MOSFET per attivare e disattivare la tensione di ingresso della bobina primaria. La bobina secondaria ha un diodo che limita il flusso di corrente in polarizzazione inversa.

Fig 1. Costruzione del trasformatore flyback

A differenza dei normali trasformatori, un trasformatore flyback è progettato in modo tale da poter essere eccitato utilizzando la tensione continua. L'avvolgimento primario è azionato da un interruttore che utilizza l'alimentazione CC. Quando la bobina primaria viene eccitata, il flusso magnetico viene trasferito alla bobina secondaria. Ma poiché la bobina secondaria è collegata a un diodo con polarizzazione inversa, la corrente viene immagazzinata. Pertanto il successivo impulso in arrivo dall'avvolgimento primario aggiunge questa corrente immagazzinata (cioè l'energia immagazzinata nell'impulso precedente). Questa successiva aggiunta si traduce in un impulso di elettricità molto elevato in uscita.

Principio del trasformatore flyback

Un trasformatore flyback funziona immagazzinando energia sotto forma di campo magnetico durante il primo semiciclo e quindi rilasciando tale energia con una tensione terminale inversa. Il dispositivo utilizza un diodo (noto anche come diodo flyback) per condurre e interrompere la trasmissione di energia.

Fig. 2: Corrente all'accensione e allo spegnimento

Quando l'interruttore della bobina primaria è nello stato attivo, a causa dell'induttanza, viene accumulata corrente elettrica. La bobina secondaria collegata in serie al diodo flyback si oppone alla formazione di corrente. Invece, l'energia viene immagazzinata nel nucleo magnetico.

Corrente quando spento

Quando l'interruttore della bobina primaria è nello stato off, la polarità della tensione viene invertita a causa della legge magnetica dell'induzione, provocando lo spostamento del diodo sulla polarizzazione diretta. Quindi ora la bobina secondaria inizia a condurre corrente.

Vantaggio del convertitore Flyback

È possibile fornire più tensioni mentre si è isolati dall'avvolgimento primario.

È possibile regolare più tensioni con un unico controllo

Può funzionare su un'ampia gamma di tensioni di ingresso

Applicazione del trasformatore flyback

Televisore CRT per controllare il raggio di controllo orizzontale

Sistema di telecomunicazioni per la conversione della tensione DC-DC

Aeronautica per ottenere l'alimentazione elettrica ad alta tensione

I convertitori elettrici utilizzano questo trasformatore in frequenze fluttuanti e convertono la bassa tensione in alta tensione

Questi trasformatori vengono utilizzati anche insieme a motori industriali, generatori e pompe