플라이백 변압기
Flyback transformer |
 | 이 글의 사실적 정확성은 논쟁의 여지가 있다. (2012년 11월)(이과 시기 |
LOPT(Line Output Transformer)라고도 불리는 플라이백 변압기(FBT)는 특별한 형태의 전기 변압기다. 처음에는 비교적 높은 주파수에서 고전압 톱니 모양의 신호를 생성하도록 설계되었다. 현대 애플리케이션에서는 저전압(3V) 및 고전압(10kV 이상) 전원 공급기의 스위치 모드 전원 공급기에 광범위하게 사용된다.
역사
플라이백 변압기 회로는 음극선관(CRT)에서 전자빔의 수평 이동을 제어하는 수단으로 발명되었다. 기존 변압기와 달리 플라이백 변압기는 의도된 출력 전류와 동일한 파형의 신호로 공급되지 않는다. 그러한 변압기의 편리한 부작용은 자기회로에서 이용할 수 있는 상당한 에너지다. 이는 여분의 권선을 사용하여 장비의 다른 부품을 작동시키는 동력을 제공할 수 있다. 특히, 정류 후 CRT에 매우 높은 가속 전압을 제공할 수 있는 비교적 적은 수의 권선 회전을 사용하여 매우 높은 전압을 쉽게 얻을 수 있다. 그러한 변압기를 최근에 사용한 많은 애플리케이션은 고전압을 생산하고 기존의 주 변압기보다 훨씬 작은 변압기를 사용하여 광범위한 범위의 낮은 전압을 생산하기 위한 비교적 효율적인 수단으로 이 장치를 사용할 필요가 있다.[citation needed]
운영 및 사용
플라이백 변압기의 1차 권선은 DC 공급장치(대개 트랜지스터)의 스위치에 의해 구동된다. 스위치를 켜면 1차 인덕턴스가 램프에 전류를 축적한다. 2차 권선과 직렬로 연결된 일체형 다이오드는 결국 1차 전류 램프에 반대되는 2차 전류의 형성을 막는다. [1]
스위치를 끄면 1차 전류가 0으로 떨어진다. 자기 중심핵에 저장된 에너지는 중심핵의 자기장이 붕괴하면서 2차적으로 방출된다. 출력 권선의 전압은 부하 조건에 의해 제한될 때까지 매우 빠르게(보통 마이크로초 미만) 상승한다. 전압이 2차 전류를 허용하는 수준에 도달하면 전하 흐름은 하강 램프의 형태가 된다.
그러면 그 순환은 반복될 수 있다. 2차 전류가 0(코어에 저장된 에너지가 없음)까지 완전히 방전되도록 허용하면 변압기는 불연속 모드(DCM)에서 작동한다고 한다.[2] 일부 에너지가 항상 코어에 저장되고(그리고 현재 파형이 삼각형이 아닌 사다리꼴로 보이면), 이것이 연속 모드(CCM)[3]이다. 이 용어는 특히 전력 공급 변압기에 사용된다.
저전압 출력 권선은 일차 전류의 톱니바퀴를 미러링하며, 예를 들어 텔레비전의 경우 일차 전류보다 회전이 적기 때문에 더 높은 전류를 제공한다. 디스플레이의 수평(라인) 주파수에서 반복되는 램프 및 펄스 파형이다. 플라이백(톱톱 파동의 수직 부분)은 에너지가 갈 곳이 없을 경우 플라이백 변압기에 잠재적 문제가 될 수 있다. 자기장이 빨리 붕괴될수록 유도 전압이 커지며 제어되지 않을 경우 변압기 단자 위로 깜박일 수 있다. 사용되는 고주파는 훨씬 더 작은 변압기를 사용할 수 있게 한다. 텔레비전에서는 이 고주파수가 약 15킬로헤르츠(PAL의 경우 15.625kHz, NTSC의 경우 15.734kHz)이며, 자기장착에 의한 변압기 노심으로부터의 진동은 고음의 윙윙으로 자주 들을 수 있다. 현대의 컴퓨터 디스플레이에서 주파수는 약 30 kHz에서 150 kHz까지 광범위한 범위에 걸쳐 변화할 수 있다.
변압기에는 입력스위치가 꺼지면서 자기장이 붕괴할 때 그 안에 유도되는 전압 펄스가 상대적으로 큰 것이 유일한 목적인 여분의 권선을 장착할 수 있다. 자기장에 상당한 에너지가 저장되어 있고 추가 권선을 통해 이를 결합하면 빠르게 붕괴할 수 있으며 그렇지 않을 경우 전압 플래시를 방지할 수 있다. 플라이백 변압기 권선에서 나오는 펄스열은 단순한 반파 정류기에 의해 직류로 변환된다. 반대 극성의 해당 펄스가 없기 때문에 전파 설계를 사용하면 의미가 없다. 권선을 한 번 돌리면 종종 몇 볼트의 펄스가 발생한다. 구형 텔레비전 설계에서 변압기는 단순한 정류기로 수정한 출력으로 직접 CRT 가속 전압에 필요한 고전압을 생성했다. 보다 현대적인 설계에서 정류기는 전압 승수로 대체된다. 컬러 텔레비전 세트 또한 높은 전압을 제어하기 위해 조절기를 사용해야 한다. 초기 세트는 션트 진공관 조절기를 사용했지만 솔리드 스테이트 세트의 도입은 전압에 의존하는 보다 단순한 저항을 사용하였다. 그런 다음 정류된 전압을 사용하여 음극선 튜브의 최종 양극을 공급한다.
텔레비전 회로의 다른 부분을 구동하기 위해 낮은 전압을 생성하는 보조 권선이 종종 있다. 현대 튜너에서 변압기 다이오드를 바이어스하기 위해 사용되는 전압은 플라이백 변압기("Line OutPut Transformer" LOPT)에서 파생되는 경우가 많다. 튜브 세트에서 1회전 또는 2회전 필라멘트 권선은 HV 정류기 튜브의 히터를 구동하는 데 사용되는 HV 2차로서 코어의 반대쪽에 위치한다.
현실적 고려
현대 디스플레이에서는 LOPT, 전압 승수 및 정류기가 주 회로 기판의 단일 패키지에 통합되는 경우가 많다. 일반적으로 그림 튜브 측면에는 LOPT에서 양극 단자(고무 캡으로 덮인)까지 두꺼운 절연 와이어가 있다.
플라이백 주파수로 변압기를 작동시킬 때의 한 가지 장점은 주전원(라인) 주파수로 작동하는 동급 변압기보다 훨씬 작고 가벼울 수 있다는 것이다. 또 다른 장점은 이 장치가 페일 세이프 메커니즘을 제공한다는 것이다. 수평 편향 회로가 고장 나면 플라이백 변압기가 작동을 중지하고 나머지 디스플레이를 차단하여 정지된 전자 빔에서 발생하는 스크린 화상을 방지한다.
건설
1차적으로 페라이트 막대를 감은 다음 2차적으로 1차적으로 감싼다. 이 배치는 1차적 인덕턴스의 누설을 최소화한다. 마지막으로 페라이트 프레임이 1차/2차 어셈블리를 감싸 자기장 라인을 닫는다. 로드와 프레임 사이에는 공극이 있어 거부감이 커진다.[4] 두 번째 것은 에나멜로 된 철사로 층층이 감겨지고 층들 사이에 마일러 필름이 감겨 있다. 이렇게 해서 그들 사이에 전압이 높은 와이어의 부품들은 그들 사이에 더 많은 유전 물질을 가지고 있다.
적용들
플라이백 변압기는 텔레비전과 CRT 컴퓨터 모니터와 같은 CRT 디스플레이 장치의 작동에 사용된다. 전압과 주파수는 장치에 따라 넓은 스케일에 걸쳐 각각 범위가 설정될 수 있다. 예를 들어 대형 컬러 TV CRT는 NTSC 장치의 경우 수평 스캔 속도가 15.734kHz이고 PAL 장치의 경우 15.625kHz인 20~50kV가 필요할 수 있다. 50 또는 60 헤르츠의 교류 전류를 사용하는 전력(또는 "마인") 변압기와는 달리, 플라이백 변압기는 일반적으로 15 kHz ~ 50 kHz 범위에서 훨씬 높은 주파수에서 개폐 전류로 작동한다.
플라이백 변압기는 달성 가능한 전압이 높고 가용성이 용이해 아마추어 고전압 실험에 자주 사용된다.
참고 항목
메모들
- ^ Keith Billings (April 2003). "Designing Flyback Transformers". Power Electronics Technology.
- ^ Keith Billings (April 1, 2003). "Designing Flyback Transformer for Discontinuous Mode". Power Electronics Technology.
- ^ Keith Billings (May 1, 2003). "Flyback Design for Continuous Mode of Operation". Power Electronics Technology.
- ^ Billings, Keith. "Why have an air gap?". powerelectronics.com. Power Electronics Technology.
