Flujo de corriente en una topología flyback simple

Entonces, lo que él llama el inductor magnetizante no es una parte real.

La inductancia magnetizante es real, el transformador ideal es la parte que no es tan real. Un transformador ideal que generalmente se muestra a continuación tiene una inductancia de magnetización infinita y no puede almacenar energía (lo que significa que no es lo suficientemente bueno para modelar un flyback). En un transformador ideal, no fluye corriente (CA) en el primario cuando el secundario está en circuito abierto (porque i2=0 iff i1=0 [más fácil de ver cuando n=1 para que i1=i2]).

Entonces, ¿cómo [en su opinión] fluiría / cargaría el flyback si no tuviera inductancia magnetizante, ya que en la mitad del tiempo el circuito parece estar abierto en la salida del transformador?

Un transformador ideal tampoco tiene campo magnético, que es otra parte irreal del transformador ideal. Pero eso no es lo que sucede en la vida real con un transformador real. En cambio, un transformador real está hecho de inductores reales, que no son infinitos. Entonces tiene el siguiente circuito equivalente (para un transformador menos irreal que tiene inductancia de devanado) :

Si el acoplamiento es ideal (k = 1) en este último modelo, entonces la inductancia de fuga puede ignorarse (se vuelve cero), ¡pero la magnetización no!

Tenga en cuenta que en [LT]spice es imposible incluso simular un transformador ideal (usando inductores) porque en [LT]spice solo puede crearlo acoplando inductores reales, que tienen una inductancia no infinita. (Si realmente desea simular un transformador ideal, debe hacer algo tonto como esto utilizando fuentes controladas).

Esto es lo que sucede con un transformador menos irreal: puede tener corriente fluyendo en el primario incluso cuando la corriente en el secundario es insignificante/cero.

Aquí, debido a que I2 es insignificante, I1 es la corriente magnetizante que fluye a través de la inductancia magnetizante. Puede ver que está desfasado 90 grados y su valor medio es de 3,18 mA, que es exactamente$V_1/ j\omega L_1$, es decir$1/(100\pi)$en magnitud en este ejemplo de 1 V, 50 Hz (y 1 H de inductancia).

Lo siento si rompí el plan de estudios de física de la escuela secundaria. Y sí, el flyback funciona exactamente como dijo Erickson, la corriente solo fluye en un devanado a la vez.

Supongo que está confundido [de lo que sucede en el primario] porque ha escuchado en alguna parte que la corriente de un inductor no puede cambiar repentinamente. Y eso es cierto, pero un flyback "hace trampa" al tener dos bobinas envueltas alrededor de su núcleo. Si desea una descripción más prosaica, el campo magnético colapsado "quiere" hacer que aumente la salida de voltaje de la bobina. ¡Pero en el caso de un flyback, tiene una "opción" porque hay dos bobinas alrededor de su núcleo! Por lo tanto, toma el "camino de menor resistencia" y hace que aumente el voltaje secundario porque la resistencia allí es mucho menor cuando el FET está apagado.

Más concretamente, puede ver arriba que el drenaje de voltaje del MOS aumenta [aproximadamente] el doble del voltaje de suministro cuando se apaga el FET. Entonces, en este sentido, el flyback funciona exactamente como su inductor promedio "protesta" que corta su ruta actual. Pero cuando el voltaje de drenaje se convierte en el doble del suministro, la caída de voltaje en el devanado [transformador ideal] es lo suficientemente alta (es decir, igual al suministro) para abrir el diodo en el lado secundario. Eso es lo que realmente guarda la forma de retorno creando un arco de kV en su primario (como lo haría un inductor normal). Una vez que el diodo en el secundario se abre, el voltaje creciente [reflejado allí] se encuentra con el capacitor, que se opone a los aumentos repentinos de voltaje en sus terminales, por lo que el rápido aumento de voltaje se vuelve manejable. Conceptualmente,

No hay nada incorrecto o profundamente misterioso en eso.

Ahora, lo que no entiendo del todo es qué sucede cuando se apaga el fet. Creo que el campo magnético comenzará a colapsar y esto dará como resultado que la corriente fluya en la otra dirección a medida que el campo colapsa.

No, esto no es lo que sucede. La corriente no cambia de dirección, la corriente permanece igual y gradualmente (si se permite) caería a cero disipando la energía almacenada en otros componentes.

Entonces, al principio no había nada, luego, de repente, el FET se encendió y la corriente comenzó a fluir a través del inductor comenzando en cero amperios y aumentando a un valor positivo después de unos pocos microsegundos. La rampa de corriente es Vs/Lp, es decir, la tensión de alimentación dividida por la inductancia primaria. Cualquier cosa en el secundario no cuenta debido a la notación de puntos y el diodo en el secundario.

Una cantidad de energía se almacena en el campo magnético y cuando el FET abre los circuitos, esa energía solo puede pasar al secundario y, afortunadamente (no realmente), el diodo conducirá y pasará esa energía a la carga y al condensador de almacenamiento.

Bajo ninguna circunstancia conduce el diodo del cuerpo del FET porque el voltaje de retorno en el drenaje es positivo. Tiene que ser positivo (y sigue siendo positivo) mientras el fet esté en circuito abierto.

Solo piénselo: el voltaje promedio a largo plazo a través de un inductor debe ser cero; si no lo es, entonces la corriente promedio será una cantidad ridículamente grande.