Схема прямого перетворювача

Існують різні схеми або методи для створення імпульсного джерела живлення (SMPS). SMPS використовується для формування контрольованої та ізольованої постійної напруги від нерегульованого джерела постійного струму. Схема прямого перетворювача схожа на схему зворотного перетворювача, але вона ефективніша, ніж схема зворотного перетворювача. Форвардний перетворювач в основному використовується для програм, які вимагають більшої вихідної потужності (в діапазоні від 100 до 200 Вт).

Прямий перетворювач - це в основному перетворювач постійного струму в постійний струм з інтеграцією трансформатора. Якщо трансформатор має кілька вихідних обмоток, ви можете навіть збільшити або зменшити вихідну напругу. Він також забезпечує гальванічну розв'язку навантаження.

Схема прямого перетворювача складається з схеми управління, яка має високошвидкісний комутаційний пристрій, трансформатора, основна сторона якого підключена до схеми управління, а вторинна сторона підключена до схеми фільтрації. Випрямлений вихід вторинної обмотки трансформаторів підключений до навантаження.

Відповідно до наведеної блок-схеми, коли перемикач увімкнено, вхід подається на первинну обмотку трансформатора, а на вторинній обмотці трансформатора з’являється напруга. Тому точкова полярність обмоток трансформатора є позитивною, завдяки чому діод D1 зміщується вперед. Потім вихідна напруга трансформатора подається на схему фільтра низьких частот, яка підключена до навантаження. Коли вимикач вимкнено, сила струму в обмотках трансформатора падає до нуля (вважаючи трансформатор ідеальним).

Різниця між прямим і зворотним конвертером

С. Ні.	Перетворювач вперед	Конвертер із зворотним зворотом
1.	Трансформаторний ізольований перетворювач Бака	По суті, топологія Buck-Boost
2.	Потрібен ще один додатковий вихідний індуктор	Не обов'язково
3.	Потрібна схема скидання	Не обов'язково
4.	Відсутність вимог до вихідного конденсатора	вимагається
5.	Більш енергоефективний	Нижче, ніж прямий перетворювач
6.	Дорожчий, ніж конвертер зворотного зв'язку	Дешевший у порівнянні з прямим конвертером
7.	Зберігає енергію в індукторі, коли транзистор увімкнений, і передає накопичену енергію, коли транзистор вимкнений	Трансформатор прямого перетворювача не накопичує енергію

Принципова схема для прямого перетворювача

Робота схеми прямого перетворювача

Режим-I: режим живлення

Прямий перетворювач, як кажуть, перебуває в режимі живлення, коли транзистор увімкнений. У цьому стані напруга живлення підключається до первинної бокової обмотки трансформатора, а також діод D1 зміщується вперед у цьому стані. Діод D2 не буде проводитись у такому стані, оскільки він залишатиметься зворотньо упередженим. Обидві обмотки починають проводитися одночасно, коли транзистор увімкнений. Вихід на вторинній стороні трансформатора залежить від коефіцієнта повороту (Np / Ns) трансформатора. І ця вихідна напруга подається на вторинний контур, який складається з LC-фільтра. Максимальна отримана вихідна напруга у випадку ідеального трансформатора на навантаженні буде:

(Ns / Np) * Під ред

Де Edc - вхідна напруга живлення

Np - ні. первинної обмотки

Ns - ні. вторинної обмотки

Режим II: режим вільного ходу

Передній перетворювач, як кажуть, перебуває в режимі вільного ходу, коли транзистор у вимкненому стані. Коли транзистор вимикається, струм обмоток трансформатора падає до нуля (в ідеалі). D1 в цьому стані буде змінено вперед, тому відокремлює вихідну секцію ланцюга від трансформатора та вхідну. Однак індуктор на вторинній стороні підтримує безперервний потік струму через діод вільного ходу D2. Оскільки вхід відокремлений, потік потужності від входу відсутній, але напруга навантаження підтримується майже постійною зарядженим конденсатором та індуктивністю. Зберігається енергія в індукторі та конденсаторі повільно розсіюється в навантаженні. Перш ніж він повністю розвіється, транзистор знову вмикається, щоб закінчити режим вільного ходу та підтримувати величину напруги навантаження в межах необхідного діапазону допусків.Після моделювання вищезазначеної схеми ми отримаємо вихідну форму сигналу, як показано нижче:

Частота перемикання прямого перетворювача знаходиться в діапазоні 100 кГц або більше.