Push-pull átalakító - Push–pull converter

Push-pull átalakító (+ 12V → ± 18V; 50W) cserepes modulként. ① transzformátor ; Vertical és ③ függőlegesen és vízszintesen szerelt elektrolit kondenzátorok ; ④ diszkrét áramköri kártya átmenő furatokkal

A push-pull átalakító egy olyan típusú DC-DC átalakító , egy kapcsoló üzemű , amely egy transzformátor változtatni a feszültséget a DC tápegység. A push-pull átalakító megkülönböztető jellemzője, hogy a transzformátor primer áramát a bemeneti vonalból tranzisztorpárok látják el szimmetrikus push-pull áramkörben . A tranzisztorok felváltva vannak be- és kikapcsolva, periodikusan megfordítva az áramot a transzformátorban. Ezért a kapcsolási ciklus mindkét felében áramot vesznek a vonalról. Ez ellentétben áll a buck-boost konverterekkel , amelyekben a bemeneti áramot egyetlen tranzisztor szolgáltatja, amely be- és kikapcsol, így az áramot csak a kapcsolási ciklus fele alatt veszik le a vezetékről. A másik fele alatt a kimenő energiát a tápegység induktoraiban vagy kondenzátoraiban tárolt energia szolgáltatja. A push-pull konverterek egyenletesebb bemeneti árammal rendelkeznek, kevesebb zajt keltenek a bemeneti vonalon, és hatékonyabbak nagyobb teljesítményű alkalmazásokban.

Áramkör működése

Teljes híd átalakító kapcsolási rajza

A teljes híd átalakító fogalmi vázlata. Ez nem egy középre csapolt vagy osztott elsődleges push-pull konverter.

Felső: Egyszerű inverter áramkör látható elektromechanikus kapcsolóval
és automatikus egyenértékű
automatikus kapcsoló eszközzel, amelyet két tranzisztorral és osztott tekercselésű automatikus transzformátorral láttak el a mechanikus kapcsoló helyett.

A push-pull kifejezést néha arra használják, hogy minden olyan átalakítóra utaljon, amelynek kétirányú gerjesztése van a transzformátorral. Például egy teljes híd átalakítóban a kapcsolók ( H-hídként csatlakoztatva ) váltják a feszültséget a transzformátor tápoldala felett, ezáltal a transzformátor úgy működik, mint váltakozó áram esetén, és feszültséget termelnek a kimeneti oldalán . A push-pull azonban gyakrabban kétkapcsolós topológiára utal, osztott primer tekercseléssel.

Mindenesetre a kimenetet ezután kijavítják és elküldik a terhelésnek. A kapcsolási zaj szűrésére a kimeneten gyakran kondenzátorok találhatók.

A gyakorlatban meg kell engedni egy kis intervallumot a transzformátor egyik irányba történő bekapcsolása és a másik áramellátása között: a „kapcsolók” általában tranzisztorpárok (vagy hasonló eszközök), és a párban lévő két tranzisztor egyidejűleg váltott ott az áramellátás megszakadásának kockázata lenne. Ezért egy kis várakozásra van szükség a probléma elkerülése érdekében. Ezt a várakozási idõt "Holt idõnek" hívják, és a tranzisztor áthaladásának elkerülése érdekében szükséges.

Tranzisztorok

N-típusú és P-típusú tranzisztorok használhatók. A tápellátás MOSFET-eket gyakran választják erre a szerepre magas áramváltási képességük és eredendően alacsony ON ellenállásuk miatt. A teljesítménytranzisztorok kapuja vagy alapjai ellenálláson keresztül az egyik tápfeszültséghez vannak kötve. P-típusú tranzisztort használnak az N-típusú tranzisztoros kapu ( közös forrás ) felhúzására, N-típusú tranzisztort pedig a P-típusú tranzisztor-kapu lehúzására.

Alternatív megoldásként az összes teljesítménytranzisztor lehet N-típusú, amely a P-típusú ekvivalenseik nyereségének körülbelül háromszorosát kínálja. Ebben az alternatívában a P-típusú helyett használt N-típusú tranzisztort így kell meghajtani: A feszültséget egy P-típusú tranzisztor és egy N-típusú tranzisztor erősíti közös alapkonfigurációban a sín-sín felé amplitúdó. Ezután a teljesítménytranzisztort közös lefolyó konfigurációban hajtják az áram erősítésére.

Nagyfrekvenciás alkalmazásokban mindkét tranzisztort közös forrással működtetik .

Az áramkör működése azt jelenti, hogy mindkét tranzisztor ténylegesen nyomul, és a húzást általában aluláteresztő szűrő és a transzformátor középső csapja végzi az átalakító alkalmazásban. De mivel a tranzisztorok váltakozva nyomódnak, az eszközt push-pull átalakítónak hívják.

Időzítés

Ha mindkét tranzisztor bekapcsolt állapotban van, rövidzárlat keletkezik. Másrészt, ha mindkét tranzisztor kikapcsolt állapotban van, a hátsó EMF miatt nagyfeszültségű csúcsok jelennek meg.

Ha a tranzisztorok meghajtója elég erős és gyors, akkor a hátsó EMF-nek nincs ideje magas feszültségre feltölteni a MOSFET tekercseinek és testdiódájának kapacitását .

Ha mikrovezérlőt használnak, akkor a csúcsfeszültség mérésére és a tranzisztorok időzítésének digitális beállítására lehet használni, így a csúcs csak most jelenik meg. Ez különösen akkor hasznos, ha a tranzisztorok hidegtől indulnak, csúcsok nélkül, és indítási fázisukban vannak.

A ciklus feszültség és áram nélkül kezdődik. Ezután bekapcsol egy tranzisztor, állandó feszültséget vezetnek a primerre, az áram lineárisan növekszik és állandó feszültség indukálódik a szekunderben. Egy bizonyos idő elteltével a tranzisztor kikapcsol, a tranzisztorok és a transzformátor parazita kapacitása és a transzformátor induktivitása egy LC áramkört képez, amely ellentétes polaritásra leng. Ezután a másik tranzisztor bekapcsol. Ugyanakkor a T töltés visszafolyik a tároló kondenzátorba, majd automatikusan megváltoztatja az irányt, és egy másik ideig T a töltés a transzformátorban áramlik. Ezután ismét bekapcsol az első tranzisztor, amíg az áram le nem áll. Ezután a ciklus befejeződik, egy másik ciklus bármikor később elkezdődhet. Az S alakú áramra azért van szükség, hogy javuljon az egyszerűbb átalakítókkal szemben, és hatékonyan kezelje a remanenciát .

Lásd még

Külső linkek