Potrzebujesz większej mocy, konwerter Push-Pull przychodzi z pomocą

40_43_got

Gdy wymagana jest większa moc, pożądane jest lepsze wykorzystanie transformatora, a więc topologia wykorzystująca dwa kwadranty krzywej B-H (zapewnia dodatnie i ujemne wahania napięcie do pierwotnego).
Push-pull jest jedną z tych topologii, która te wymagania zapewnia, patrz rysunek 1.
Transformator ma centralny zaczep w pierwotnym uzwojeniu, połączony ze źródłem wejściowym Vi, tak, więc ma naprawdę dwa zaczepy identyczne w pierwotnym uzwojeniu połączone szeregowo, z których każdy ma N1 zwojów.
To samo dzieje się w uzwojeniu wtórnym, są dwa połączone szeregowo, z których każdy ma N2 zwojów.
Oba przełączniki są aktywowane przez napięcie sterujące z obciążeniem cyklu roboczego, wahającego się od 0 do 50%.
Oba przełączniki nigdy nie mogą zostać włączone w tym samym czasie.
Rysunek 2 pokazuje podstawowe przebiegi tego konwertera.
Kiedy przełączniki S1 lub S2 włącza się, odpowiada to ustawieniu napięcia uzwojenia pierwotnego na prawie 0V, więc pierwotne uzwojenie „widzi” napięcie Vi.
Całkowite podstawowe napięcie następnie przechodzi z poziomu -Vi do poziomu + Vi.
Prąd każdego uzwojenia pierwotnego wzrasta liniowo podczas odpowiedniego czasu włączenia z powodu indukcyjności uzwojenia pierwotnego.
Napięcie uzwojenia pierwotnego pomnożone przez ilość N2/N1 jest doprowadzane do uzwojenia wtórnego.
Odpowiednia dioda zostaje spolaryzowana przewodząco, więc gdy którykolwiek z obu przełączników jest włączony, w jednym z wtórnych uzwojeń jest prąd, więc prąd cewki indukcyjnej, który zasila obciążenie (i kondensator), wzrasta.
Kiedy oba przełączniki S1 i S2 są wyłączone, diody blokują się, a jedyny prąd obciążenia jest dostarczany z wyjścia cewki (i kondensatora wygładzającego), który zaczyna opadać przy współczynniku -t × L1 × Vo.
Wyrażenie dla napięcia wyjściowego jest następujące: (wzór)

wzór_1Sterownik może regulować napięcie wyjściowe za pomocą cyklu roboczego.
Zauważyć należy, że możemy uzyskać napięcie wyjściowe, które jest niższe lub wyższe niż napięcie wejściowe, w zależności od budowy transformatora.
Istnieje potencjalny problem z konwerterami push-pull, który ograniczył ich zastosowanie: jeśli wielkość fluktuacji strumienia nie jest dokładnie taka sama dla obu połówek uzwojeń pierwotnych, rdzeń ostatecznie „przejdzie” do nasycenia.
Jego indukcyjność spada drastycznie, zachowuje się prawie jak zwarcie, więc przełączniki zostaną uszkodzone.
Można to wykryć, ponieważ przebiegi prądowe przełączników nie mają tej samej amplitudy, a gdy sytuacja jest naprawdę krytyczna, jeden z przebiegów może zacząć wznosić się pod koniec swojego czasu włączenia.

40_43_got_1
Mniejszy problem występuje z tranzystorami MOSFET, które zapewniają pewną autokorektę ze względu na ich ujemny współczynnik temperaturowy (Rds (on) wzrasta wraz z prądem, więc pierwotne spadki napięcia spowodowane są wyższymi napięciami Vds (on)).
Warto zauważyć, że napięcie każdego przełącznika jest dwa razy większe niż napięcie wejściowe, więc nie są one odpowiednie dla dużej mocy konwerterów off-line (każdy przełącznik musiałby być przystosowany na prawie 1kV, a także wytrzymać wysoki prąd, co czyniłoby go drogim).
Tego rodzaj konwertera jest preferowany dla niższych napięć Vi.
Typowe zastosowanie konwerterów typu push-pull to krok naprzód inwerterów do zasilania wzmacniaczy audio z akumulatorów samochodowych, do 1KW.
Prądy uzwojenia pierwotnego są ogromne, ale napięcie znamionowe tranzystora MOSFET wynosi tylko 30-60V, więc jest wiele dostępnych urządzeń wysokoprądowych.

Autor: Sergio Sánchez Moreno

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.