مبدل فلای‌بک

بندانگشتی|250x250پیکسل|شکل ۱: طرح‌واره مبدل فلای‌بک
مبدل **فِلای‌بَک**  هم در تبدیل اِی‌سی/دی‌سی و هم در تبدیل دی‌سی/دی‌سی با ایزولاسیون گالوانیک بین ورودی و خروجی‌ها استفاده می‌شود. مبدل فلای‌بک یک مبدل باک-بوست است که سلف آن به شکل یک ترانسفورماتور تقسیم شده است، به طوری که نسبت‌های ولتاژ با مزیتِ اضافی ایزوله‌سازی افزوده می‌شوند.

## ساختار و اصول
بندانگشتی|353x353پیکسل|شکل ۲: دو پیکربندی مبدل فلای‌بک در حال کار: در حالت روشن، انرژی از منبع ولتاژ ورودی به ترانسفورماتور منتقل می‌شود (خازن خروجی، انرژی را به بار خروجی تأمین می‌کند). در حالت خاموش، انرژی از ترانسفورماتور به بار خروجی (و خازن خروجی) منتقل می‌شود.
[بندانگشتی|250x250پیکسل|شکل ۳: [شکل‌موج - استفاده از فنون‌های حسگری سمت اولیه - «نقطه زانویی» را نشان می‌دهد.]]
طرح‌واره مبدل فلای‌بک در شکل ۱ نشان داده شده است. این مبدل معادل مبدل باک-بوست است، که در آن سلف به شکل یک ترانسفورماتور تقسیم می‌شود؛ بنابراین، اصول کار هر دو مبدل بسیار مشابه است:
* وقتی کلید بسته است (بالایی شکل ۲)، اولیه ترانسفورماتور مستقیماً به منبع ولتاژ ورودی متصل می‌شود. جریان اولیه و شار مغناطیسی در ترانسفورماتور افزایش می‌یابد و انرژی را در ترانسفورماتور ذخیره می‌کند. ولتاژ القایی در سیم‌پیچ ثانویه منفی است، بنابراین دیود بایاس معکوس می‌شود (یعنی مسدود می‌شود). خازن خروجی، انرژی را به بار خروجی تأمین می‌کند.
* وقتی کلید باز می‌شود (پایین شکل ۲)، جریان اولیه و شار مغناطیسی اُفت می‌کند. ولتاژ ثانویه مثبت است و دیود را در بایاس مستقیم قرار می‌دهد و به جریان اجازه می‌دهد از ترانسفورماتور عبور کند. انرژی حاصل از هسته ترانسفورماتور، خازن را شارژ کرده و بار را تغذیه می‌کند.

عملیات ذخیره انرژی در ترانسفورماتور قبل از انتقال به خروجی مبدل، به ساختاربندی اجازه می‌دهد تا به راحتی چندین خروجی را با مدارت اضافی کمی تولید کند، اگرچه ولتاژهای خروجی باید بتوانند از طریق نسبت دور با یکدیگر مطابقت داشته باشند. همچنین به یک خط کنترل‌ساز نیاز است که باید قبل از اعمال بار به خطوط کنترل‌نشده، بارگذاری شود، این امر به مدولاسیون پهنای پالس (PWM) اجازه می‌دهد تا باز شود و انرژی کافی را به ترانسفورماتور تأمین کند.

## کارکردها
مبدل فلای‌بک یک مبدل توان ایزوله است. دو طرح کنترلی رایج، کنترل حالت ولتاژ و کنترل حالت جریان هستند. در اکثر موارد، کنترل حالت جریان برای پایداری در حین کار باید غالب باشد. هر دو حالت به سیگنالی مرتبط با ولتاژ خروجی نیاز دارند. سه روش رایج برای تولید این ولتاژ وجود دارد:
# استفاده از یک اپتوکوپلر برای ارسال سیگنال به کنترل‌کننده، روی مدار ثانویه.
# پیچیدن یک سیم‌پیچ جداگانه روی هسته و تکیه بر رگولاتور متقابل.
# نمونه‌برداری دامنه ولتاژ در سمت اولیه، در طول تخلیه، با توجه به ولتاژ DC اولیه ثابت،

فنّ اول، شامل یک اپتوکوپلر، برای به دست آوردن تنظیم دقیق ولتاژ و جریان استفاده شده است، در حالی که رویکرد دوم برای کاربردهای حساس به هزینه توسعه داده شده است که در آن خروجی نیازی به کنترل دقیق ندارد، اما بسیاری از اجزا از جمله اپتوکوپلر را می‌توان از طراحی کلی حذف کرد. همچنین، در کاربردهایی که قابلیت اطمینان بسیار مهم است، اپتوکوپلرها می‌توانند برای اِم‌تی‌بی‌اِف (میانگین زمان بین خرابی) سیستم مضر باشند. فنّ سوم، حسگری سمت-اولیه، می‌تواند به اندازه فنّ اول دقیق و از فنّ دوم اقتصادی‌تر باشد، اما به حداقل بار نیاز دارد تا رویداد تخلیه ادامه یابد و فرصت‌هایی برای نمونه‌برداری از ولتاژ ثانویه 1:N در سیم‌پیچ اولیه (در طول تخلیه T، مطابق شکل ۳) فراهم کند.
بندانگشتی|آزمایش مبدل فلای‌بک
یک تغییر در فناوری حسگری سمت-اولیه این است که ولتاژ و جریان خروجی با نظارت بر شکل‌موج‌ها در سیم‌پیچ کمکی که برای تغذیه خود آی‌سی کنترل استفاده می‌شود، تنظیم می‌شوند، که دقت تنظیم ولتاژ و جریان را بهبود بخشیده است. سیم‌پیچ اولیه کمکی در همان فاز تخلیه مانند ثانویه‌های باقی‌مانده استفاده می‌شود، اما یک ولتاژ یکسو شده ایجاد می‌کند که معمولاً با دی‌سی اولیه مرجع داده می‌شود، از این رو در سمت اولیه در نظر گرفته می‌شود.

پیش از این، اندازه‌گیری در کل شکل موج فلای‌بک انجام می‌شد که منجر به خطا می‌شد، اما مشخص شد که اندازه‌گیری‌ها در *نقطه زانویی* (زمانی که جریان ثانویه صفر است، به شکل ۳ مراجعه کنید) امکان اندازه‌گیری بسیار دقیق‌تری از رفتار سمت ثانویه را فراهم می‌کند. این ساختاربندی اکنون جایگزین مبدل‌های با چوک حلقه‌زنی (RCC) در کاربردهایی مانند شارژرهای تلفن همراه می‌شود.

## محدودیت‌ها
 معایب زیر را دارد که کنترل مبدل را پیچیده می‌کند:
* حلقه بازخورد ولتاژ به دلیل وجود صفر نیم صفحه راست در پاسخ مبدل، به پهنای‌باند کمتری نیاز دارد.
* حلقه بازخورد جریان مورد استفاده در کنترل حالت جریان، در مواردی که چرخه کاری بالای ۵۰٪ باشد، نیاز به جبران‌سازی شیب دارد.
* کلیدهای قدرت اکنون با جریان مثبت روشن می‌شوند - این بدان معناست که علاوه بر سرعت خاموش شدن، سرعت روشن شدن کلید نیز برای بازدهی و کاهش گرمای تلف‌شده در عنصر سوئیچینگ مهم است. فلای‌بک با مهار فعال فناوری‌ای است که این محدودیت را کاهش می‌دهد.

 معایب زیر را دارد که بازدهی مبدل را محدود می‌کند:
* جریان‌های موثر و پیک بالا در طراحی
* نوسانات شار بالا در سلف

## کاربردها
* منابع تغذیه سوئیچینگ کم‌مصرف (شارژر تلفن همراه، منبع تغذیه آماده به کار در رایانه‌های شخصی)
* منابع تغذیه چند خروجی ارزان قیمت (مثلاً منابع تغذیه اصلی رایانه کمتر از ۲۵۰ وات)) *مبدل فلای‌بک معمولاً در محدوده توان ۵۰ تا ۱۰۰ وات و همچنین در منابع تغذیه ولتاژ بالا برای تلویزیون‌ها و مانیتورهای رایانه استفاده می‌شود - مبانی الکترونیک قدرت، اریکسون و ماکسیموویچ*.
* منبع تغذیه ولتاژ بالا برای سی‌آرتی در تلویزیون‌ها و مانیتورها (مبدل فلای‌بک اغلب با راه‌انداز انحراف افقی ترکیب می‌شود)
* تولید ولتاژ بالا (به عنوان مثال، برای لامپ‌های فلش زنون، لیزرها، دستگاه‌های کپی و غیره)
* راه‌انداز گیت ایزوله

## جستارهای وابسته
* مبدل فوروارد
* ژول دزد - مثال کمینه‌گرای مبدل حالت-سوئیچینگ

## منابع

* 

رده:صفحه‌های با ترجمه بازبینی‌نشده
رده:مبدل‌های دی‌سی به دی‌سی