- Razlika med pretvornikom naprej in letenja
- Shema vezja za pretvornik naprej
- Delovanje vezja pretvornika naprej
Na voljo so različna vezja ali metode za izdelavo napajalnika s preklopnim načinom (SMPS). SMPS se uporablja za generiranje nadzorovane in izolirane enosmerne napetosti iz nereguliranega enosmernega vira energije. Vezje pretvornika naprej je podobno vezju pretvornika povratnega letenja, vendar je bolj učinkovito kot vezje pretvornika povratnega letenja. Pretvornik naprej se uporablja predvsem za aplikacije, ki zahtevajo večjo izhodno moč (v območju od 100 do 200 vatov).
Pretvornik je v bistvu pretvornik v enosmerni v enosmerni tok z integracijo transformatorja. Če ima transformator več izhodnih navitij, lahko celo povečate ali zmanjšate izhodno napetost. Omogoča tudi galvansko izolacijo tovora.
Vezje pretvornika naprej je sestavljeno iz krmilnega vezja, ki ima visokohitrostno preklopno napravo, transformatorja, katerega primarna stran je priključena na krmilno vezje, sekundarna stran pa na filtrirno vezje. Izravnani izhod iz sekundarnega navitja transformatorjev je povezan z obremenitvijo.
V skladu z zgornjim blokovnim diagramom se pri vklopu stikala vhod nanaša na primarno navitje transformatorja in na sekundarnem navitju transformatorja se pojavi napetost. Zato je točkovna polarnost navitij transformatorja pozitivna, zaradi česar se dioda D1 usmeri naprej. Nato se izhodna napetost transformatorja napaja v nizkofrekvenčni filter, ki je povezan z obremenitvijo. Ko je stikalo izklopljeno, se tok v navitjih transformatorja zniža na nič (ob predpostavki, da je transformator idealen).
Razlika med pretvornikom naprej in letenja
S. Št. | Pretvornik naprej | Povratni pretvornik |
1. | Transformatorski izolirani pretvornik Buck | V bistvu Buck-Boost topologija |
2. | Zahtevajte še en dodatni izhodni induktor | Ni zahtevano |
3. | Potrebno je ponastavitev vezja | Ni zahtevano |
4. | Ni potrebe po izhodnem kondenzatorju | Obvezno |
5. | Energijsko bolj učinkovit | Nižje od pretvornika naprej |
6. | Dražji od povratnega pretvornika | Cenejši v primerjavi s pretvornikom naprej |
7. | Shrani energijo v induktor, ko se tranzistor vklopi, in shrani shranjeno energijo, ko je tranzistor izklopljen | Transformator prednjega pretvornika ne shranjuje energije |
Shema vezja za pretvornik naprej
Delovanje vezja pretvornika naprej
Način-I: Način napajanja
Prednji pretvornik naj bi bil v načinu napajanja, ko je tranzistor v stanju ON. V tem stanju je napajalna napetost priključena na primarno stransko navitje transformatorja in tudi dioda D1 je v tem stanju pristranska. Dioda D2 ne bo delovala v tem stanju, saj bo ostala obrnjena pristransko. Oba navitja začneta izvajati istočasno, ko je tranzistor v stanju ON. Izhod na sekundarni strani transformatorja je odvisen od razmerja obratov (Np / Ns) transformatorja. In ta izhodna napetost se nanaša na sekundarno vezje, ki je sestavljeno iz LC filtra. Največja sprejeta izhodna napetost v primeru idealnega transformatorja pri obremenitvi bo:
(Ns / Np) * Edc
Kjer je Edc vhodna napajalna napetost
Np je št. primarnega navitja
Ns je št. sekundarnega navitja
Način II: Način prostega teka
Prednji pretvornik naj bi bil v načinu prostega teka, ko je tranzistor v izklopljenem stanju. Ko se tranzistor izklopi, tok navitij transformatorja pade na nič (idealno). D1 bo v tem stanju obrnjen pristransko, zato ločuje izhodni del vezja od transformatorja in vhoda. Vendar pa induktor na sekundarni strani vzdržuje neprekinjen tok toka skozi prosti tek diode D2. Ko je vhod ločen, iz vhoda ne prehaja moči, vendar napetost obremenitve z napolnjenim kondenzatorjem in induktorjem ohranja skoraj konstantno. Shranjena energija v induktorju in kondenzatorju se počasi razprši v breme. Preden se tranzistor popolnoma razprši, se tranzistor znova vklopi, da konča način prostega teka in ohrani velikost obremenitvene napetosti znotraj zahtevanega tolerančnega pasu.Po simulaciji zgornjega vezja bomo dobili izhodno valovno obliko, kot je prikazano spodaj:
Preklopna frekvenca pretvornika je v območju 100 kHz ali več.