Güç elektroniği konusunda çalışma yapan her araştırmacı ya da tasarımcı izolasyon ile birlikte Flyback Converter topolojisine denk gelmiştir. Daha önceki benzer yazılarımda da (Güç Elektroniğinin Kabusu: Kaçak Endüktans ve Led Aydınlatma ve Led Sürücüler) değindiğim üzere Flyback Converter fiyat/performans anlamında bizlere hâlâ en efektif çözüm olduğu için yaygın kullanım alanına sahiptir.

Flyback Converter ile ilgili sürecek bu yazı dizisinde, tarihinden gelişimine, parça seçiminden örnek uygulamaya kadar bir çok konuyu ele alarak, değerli bir çok uygulama notu ve kitap bilgilerinin önemli noktalarının derlenmiş halini bulacaksınız.

Flyback Converter Topolojisi Tarihi
Flyback tanım olarak enerjinin manyetik olarak depolanıp, sonrasında bunun aktarıldığı sistemler olarak görülmektedir. Bu manyetik depolama anında herhangi bir elektrik yükünün beslenmesi mümkün olmamaktadır. Depolama bittiğinde ise enerji manyetik alandan, elektromanyetizma ile bilindik elektrik formuna dönüşür ve belirlenen yüke doğru biriktirilen bu enerji akıtılır.Flyback Converter topolojisinin ne zaman kullanıma başladığı tam olarak bilinmese de yukarıdaki tanıma uygun ilk yapıların 1800’lerin başında Faraday deneylerinin sonucunda çıktığı bilinmektedir. Bunlardan özellikle Nicholas Callan‘ın yukarıda görülebilecek Induction Coil’i bu tanıma tamamen uymaktadır. Araçların yaygınlaşmasından sonra Charles Kettering‘in günümüzde hâlâ kullanılagelen ateşleme bobini de yine Flyback tanımı için uygun örneklerdendir. 1940’ların başlarında ise yukarıdaki devrelere benzer, tüplü yapılar televizyon özelinde Flyback trafosunun gelişiminde önemli bir rol oynamıştır. 1970’lerden sonra yarı iletken teknolojisindeki gelişmeler ışığında ise günümüzde kullandığımız flyback topolojisi çok fazla değişikliğe uğramadan günümüze kadar kullanılagelmiştir.

Flyback Converter Topolojisi Çalışması
Flyback Converter topolojisinin genel yapısı aşağıda görülebilmektedir.Yukarıda, özellikle trafo modeli önemli yere sahiptir. Aşağıda Q1 ile gösterilen elektronik anahtarın iletim ve kesim anlarındaki aktif olan alanlar görülebilir.Durum 1: Giriş anahtarının iletim anında olduğu bu durumda, Lm mıknatıslama endüktansı üzerinden akım akarak manyetik olarak enerji depolanır. Bu anda ideal trafodaki primer ile gösterilen kısımdan dolayısı ile sekonder sargısından herhangi bir akım geçişi, diyotun yönü itibari ile gözükmez. Tam bu anda yük, çıkış kapasitesi üzerinde birikmiş enerji sayesinde beslenmiş olur.

Durum 2: Giriş anahtarı kesime götürüldüğü bu anda, manyetik olarak birikmiş olan enerji sekonder tarafa aktarılarak kapasitenin kaybettiği enerjiyi tamamlaması ve yükün de aynı anda beslenmesi sağlanmış olur.

Tüm bu enerji aktarımı sırasında en kritik elemanın, trafo olduğu gözden kaçırılmamalıdır!

Örnek Uygulama Kriterleri
Her şey de olduğu gibi Flyback konusunda da uygulama üzerinde öğrenimin daha hızlı olacağına inandığımdan bu yazı dizimizde Fairchild‘ın laptop adaptörleri için referans teşkil eden”FEBFAN6754WAMR_CP450v1” adlı evaluation boardu temel alınarak aşağıdaki kriterlere sahip güç kaynağının tasarımı irdelenecektir.

Bundan sonraki bölümlerde giriş katından başlayarak test sonucuna kadar adım adım teorik hesaplamalarla birlikte, simülasyon ve gerçek ortamın karşılaştırılması yapılacaktır.

İkinci bölüm için buraya tıklayabilirsiniz.

İlgili tüm sorularınızı yorum bölümünden iletebilirsiniz.
Herkese çalışmalarında başarılar dilerim.