Diferentemente de um transformador de topologia direta (onde os enrolamentos primário e secundário estão conduzindo ao mesmo tempo), o transformador de retorno deve armazenar energia durante o interruptor principal em tempo útil, entregando-o à carga durante o tempo de desligamento do interruptor principal.
Um transformador de topologia direta não precisa de nenhum espaço, pois a densidade de pico de fluxo é uma função apenas dos volt-segundos aplicados; a energia que está sendo fornecida 'através' do transformador não é uma variável (além do efeito no ciclo de trabalho). É apenas a corrente de magnetização que move o núcleo ao longo de seu ciclo de histerese, que não apresenta nenhum risco de saturação se tudo estiver bem projetado, uma vez que as curvas de amperagem primária e secundária se cancelam.
Um transformador de retorno reverso não possui o benefício de cancelamento de volta em ampère de um conversor para frente; portanto, a energia primária move o núcleo na sua curva de histerese. A folga de ar nivela a curva de histerese e permite mais manuseio de energia, diminuindo a permeabilidade do núcleo. Obviamente, você precisará adicionar mais voltas para obter a indutância desejada em comparação com o não-gap, mas evita a saturação do núcleo.12L I2
O ponto principal aqui é que, sem uma folga de ar, um indutor saturará se você tentar colocar alguma corrente nele, para que a indutância caia e você não possa armazenar energia.
O termo "Transformador Flyback" é um pouco enganador e é mais útil considerá-lo como indutor acoplado do que como transformador, porque a ação é bem diferente de uma energia convencional do transformador que entra no primário e sai do secundário ao mesmo tempo. não armazena energia. Com um transformador "Flyback", a energia é armazenada e depois liberada.
Tomando algumas coisas que sabemos sobre indutores
Onde v é tensão, i é corrente, N é espiras, B é densidade de fluxo e A é a área magnética efetiva.
Além disso
onde H é a força do campo magnético, N são voltas e l é o comprimento do caminho magnético
Finalmente permiabilidade
portanto
Agora podemos calcular energia
Portanto, o armazenamento de energia só é possível no espaço de ar e é proporcional ao volume do espaço de ar e ao quadrado da densidade do fluxo.
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Ao contrário do que a maioria das pessoas pensa, inclusive você, a maior parte da energia útil é armazenada na brecha do núcleo.
Para o caso da ferrita, a folga é distribuída entre as minúsculas partículas metálicas, e também possui uma folga efetiva usada para cálculos. Essa lacuna lineariza o loop BH e aumenta o manuseio atual antes da saturação.
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As folgas de ar são geralmente usadas por considerações de segurança. Para um transformador flyback, você não deseja arcos entre o enrolamento primário e secundário e usa um espaço de ar.
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