Convertitore Flyback: differenze tra le versioni

Versione delle 19:44, 30 set 2013

Versione delle 23:23, 8 apr 2014

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[[File:Flyback conventions french.svg|thumb|right|350 pxupright=1.6|Fig. 1: schema di principio di un convertitore flyback.]]

[[File:Flyback 2589.JPG|thumb|Esempio di trasformatore per convertitore Flyback da 250 W a 50 kHz.]]

[[File:Flyback 2605.JPG|thumb|Vista del lato delle connessioni. Si usa il [[Effetto pelle#Attenuazione dell'effetto pelle|filo Litz]] per attenuare l'[[effetto pelle]] e migliorare il rendimento.]]

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==Principio di funzionamento==

[[File:Flyback operating fr.svg|thumb|right|Fig. 2: le due configurazioni di un convertitore flyback secondo lo stato del commutatore T. Sopra: fase di conduzione o stato ON, sotto: fase di interruzione o di interdizione o stato OFF.]]

Lo schema di principio di un convertitore flyback è mostrato in Figura 1. Questo è l'equivalente di un [[convertitore buck-boost]] in cui l'induttanza è sostituita da due induttori accoppiati che funzionano come un [[trasformatore]]. Pertanto, il principio di funzionamento di entrambi i convertitori è molto simile. In entrambi i casi ci sono una fase di accumulo di energia nel circuito magnetico e una fase di restituzione di questa energia. Il dimensionamento del circuito magnetico definisce la quantità di energia che può essere immagazzinata, ma anche la velocità con cui si può ottenere accumulo e prelievo. Questo è un parametro importante che determina la potenza che può fornire l'alimentatore flyback.

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==Conduzione continua==

[[File:Flyback chronogram fr.svg|thumb|350pxupright=1.6|Fig. 3: forme d'onda di corrente/tensione nel convertitore flyback.]]

Quando un convertitore flyback funziona in modalità di conduzione continua, il flusso nel trasformatore non va mai a zero. La Figura 3 mostra le forme d'onda di corrente e tensione nel convertitore.

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==Modo di funzionamento discontinuo==

[[File:Flyback chronogram discontinuous fr.svg|thumb|350pxupright=1.6|Fig. 4: Forma d'onda convertitore flyback di corrente/tensione in conduzione discontinua.]]

In alcuni casi, la quantità di energia richiesta dal carico è sufficientemente bassa e può essere trasferita in un tempo inferiore al periodo di commutazione. In questo caso, il flusso circolante nel trasformatore è zero per una parte del periodo. L'unica differenza con il principio di funzionamento sopra descritto, è che l'energia immagazzinata nel circuito magnetico è zero all'inizio del ciclo (vedi forme d'onda in figura 4). Sebbene piccola, la differenza tra conduzione continua e discontinua ha un forte impatto sulla formula della tensione di uscita. La tensione di uscita può essere calcolata nel modo seguente.

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==Confine tra modo di funzionamento continuo e discontinuo==

[[File:Flyback continuous discontinuous french.svg|thumb|250px|Fig. 5: Evoluzione della tensione di uscita normalizzata di un convertitore flyback con una corrente d'uscita normalizzata.]]

Come spiegato nel paragrafo precedente, il convertitore funziona in conduzione discontinua quando la corrente richiesta dal carico è bassa, e funziona in conduzione continua per correnti più elevate. Il confine tra conduzione continua e discontinua viene raggiunto quando la corrente nell'induttore è zero appena prima della commutazione. Con le notazioni della figura 4, questo corrisponde a:

:<math>\alpha\cdot T + \delta \cdot T=T</math>

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==Influenza delle induttanze di dispersione==

[[File:Flyback with primary leakage inductance french.svg|thumb|right|Schema di un convertitore flyback con induttanza di dispersione primaria.]]

Le forme d'onda sopra descritte sono valide solo se tutti i componenti sono considerati ideali. Nel caso reale, si può osservare una sovratensione ai capi dell'interruttore nell'istante della sua apertura. Questo aumento deriva dall'energia immagazzinata nella induttanza dispersa <math>L_{f1}</math> del trasformatore.<ref>Questa induttanza tiene conto del fatto che l'accoppiamento magnetico tra primario e secondario non è perfetto.</ref> Non essendo l'induttanza di dispersione "direttamente" collegata al primario del trasformatore, l'energia che contiene al momento dell'apertura dell'interruttore non può essere trasferita al secondario. L'evacuazione dell'energia immagazzinata nella induttanza parassita creerà una sovratensione ai capi dell'interruttore. Inoltre, l'annullamento della corrente attraverso l'interruttore non avvenendo con una tensione nulla, <math>L_{f1}</math> comporterà anche perdite di commutazione. Queste perdite possono essere ridotte mediante l'aggiunta di circuiti di aiuto nell'istante della commutazione.