Push-pull átalakító - Push–pull converter
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
A teljes híd átalakító fogalmi vázlata. Ez nem egy középre csapolt vagy osztott elsődleges push-pull konverter.
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
- Kapcsoló üzemmódú PSU autós 12 V-os szimmetrikus kimeneti push-pull átalakítóhoz, amelyet az autóerősítők táplálásához használnak. Ez egy igazi push-pull topológia két kapcsolóval és egy középre csapolt transzformátorral.
- A push-pull átalakító alapjai A push-pull átalakító alapvető működési elveit ismertető cikk.