Was ist ein Flyback-Transformator?

Ein Sperrwandler ist die Hauptkomponente eines Sperrwandlers, der normalerweise in Kathodenstrahlröhrengeräten wie Fernsehgeräten und Oszilloskopen Hochspannung erzeugt. Es beruht auf der schnellen abfallenden Flanke eines horizontalen Abtastsignals. Dieser Transformator ist in der Lage, aufgrund der relativ hohen Audiofrequenz der horizontalen Strahlablenkstufe Zehntausende von Volt Gleichstrom (VDC) zu erzeugen. Im Vergleich zu anderen Line-Output-Transformatoren stellt der Flyback-Transformator die höchsten Anforderungen an die Hochspannungsisolation. Der innere Aufbau eines Sperrwandlers muss frei von Feuchtigkeit sein und muss den richtigen Abstand zwischen Teilen von Wicklungslagen mit erhöhten Spannungsunterschieden aufweisen.

Dieser Transformatortyp gehört zur Kategorie der elektrischen Transformatoren, aber im Gegensatz zu gewöhnlichen Leistungstransformatoren erzeugt der Sperrtransformator in seiner Sekundärwicklung eine hohe Spannung. Hochspannungs-Halbleitergleichrichter werden mit dem Flyback-Transformator verwendet, um Hochspannung zu erzeugen. Elektrische Transformatoren erzeugen eine höhere oder niedrigere Spannung oder die gleiche wie ihre Eingangsspannung. Ein Transformator kann hoch- oder runterschalten oder einfach nur den Eingang von der Ausgangsspannung isolieren. Die Eingangsspannung eines Transformators wird in ein Magnetfeld umgewandelt, während die Ausgangsspannung durch das periodisch kollabierende Magnetfeld erzeugt wird.

Die Impedanz eines Flyback-Transformators ist die Kombination aus Widerstand und frequenzempfindlicher Reaktanz aufgrund der Wirkung von Kondensatoren und Induktivitäten. Der Gleichstromwiderstand (DC) kann mit einem gewöhnlichen Ohmmeter gemessen werden, das mit einer Niederspannungs-Gleichstromquelle wie 1.5-Volt-(V-)Batterien arbeitet. Die Impedanz ist frequenzabhängig; die Audioimpedanz eines Lautsprechers beispielsweise gilt für den Audiobereich von etwa 100 Zyklen pro Sekunde (cps) bis etwa 20,000 Hertz (Hz). Ein Line-Ausgangstransformator wird für Strom-, Audio- und andere Anwendungen verwendet, die eine Isolierung und Impedanzanpassung erfordern. Für Audio kann ein Line-Ausgangstransformator eine hohe Primärwicklungsimpedanz wie 3,000 Ohm aufweisen, während die Sekundärimpedanz der Lautsprechersystemimpedanz normalerweise im Bereich von 2 bis 8 Ohm entsprechen könnte.

Schaltungen vom Vakuumröhrentyp verwenden Zeilenausgangstransformatoren mit einer Primärwicklungsimpedanz von etwa 10,000 Ohm. Dies führt dazu, dass so viele Windungen von feinem Magnetdraht beim Bau von Transformatoren für Röhrenschaltungen verwendet werden. Die höheren Spannungen, die für Röhrenschaltungen verwendet werden, führen dazu, dass die Konstruktion von Flyback-Transformatoren stark auf ein gutes Isolationsmaterial zwischen den Wicklungsschichten angewiesen ist. Hohe Luftfeuchtigkeit wird bei der Lagerung und Verwendung von Isolierbändern und -platten, die zum Trennen von Wicklungslagen verwendet werden, vermieden. Diese Materialien sind auch in der Lage, die Isolierung auch bei erhöhten Temperaturen, die im normalen Betrieb auftreten, aufrechtzuerhalten.