Push-in spänningsomvandlare

En av de mest populära topologierna för att byta spänningsomvandlare är en push-pull-omvandlare eller push-pull (bokstavligen, push-pull).

Till skillnad från en encykels flyback-omvandlare lagras inte energin i pool-poolens kärna, eftersom det i detta fall är transformatorns kärna och inte gasspjällskärna, tjänar den här som en ledare för ett alternerande magnetiskt flöde genererat i sin tur av två halvor av primärlindningen.

Trots att detta är exakt en pulstransformator med ett fast transformationsförhållande, kan stabiliseringsspänningen för den uppdragna utgången fortfarande ändras genom att ändra bredden på driftpulserna (med hjälp av pulsbreddsmodulering).

På grund av deras höga effektivitet (effektivitet upp till 95%) och närvaron av galvanisk isolering av de primära och sekundära kretsarna, används push-pull-omvandlare i stor utsträckning i stabilisatorer och växelriktare med en effekt på 200 till 500 W (strömförsörjning, bil växelriktare, UPS, etc.)

Bilden nedan visar ett allmänt schema över en typisk push-pull-omvandlare.Primär- och sekundärlindningarna har mittuttag, så att i var och en av de två driftshalvcyklerna när endast en av transistorerna är aktiv, kommer dess egen halva av primärlindningen och motsvarande halva av sekundärlindningen att slås på, där spänningen sjunker till endast en av de två dioderna.

Användningen av en helvågslikriktare med Schottky-dioder vid utgången av en nedtryckt omvandlare gör det möjligt att minska aktiva förluster och öka effektiviteten, eftersom det är ekonomiskt mer ändamålsenligt att linda två halvor av sekundärlindningen än att absorbera förlusterna (finansiell och aktiv) med en diodbrygga av fyra dioder.

Omkopplarna i den primära slingan av en push-pull-omvandlare (MOSFET eller IGBT) måste vara klassade för dubbel matningsspänning för att motstå verkan av inte bara källans EMF, utan även den ytterligare EMF-verkan som induceras under drift av varandra.

Enhetens egenskaper och driftsätt för push-pull-kretsen jämförs positivt med en halvbrygga, framåt och bakåt. Till skillnad från en halvbrygga, finns det inget behov av att koppla bort omkopplarstyrkretsen från ingångsspänningen. Omvandlarmekanismen fungerar som två framåtdragbara omvandlare i en enhet.

Dessutom, till skillnad från den framåt, behöver inte buck-pull-down-omvandlaren en begränsningsspole eftersom en av utgångsdioderna fortsätter att leda ström även med transistorerna stängda. Slutligen, till skillnad från den omvända omvandlaren, används tryckknappen och magnetkretsen mer sparsamt och den effektiva pulslängden är längre.

Push-pull-strömstyrkretsar blir allt mer populära i inbyggda strömförsörjningar för elektroniska enheter. Med detta tillvägagångssätt elimineras problemet med ökad stress på nycklarna helt. Ett shuntmotstånd ingår i den gemensamma källkretsen för omkopplarna från vilken återkopplingsspänningen tas bort för strömskydd. Varje omkopplardriftscykel är begränsad i varaktighet från det ögonblick som strömmen når det angivna värdet. Under belastning är utspänningen vanligtvis begränsad av PWM.

Vid utformningen av en push-pull-omvandlare ägnas särskild uppmärksamhet åt valet av omkopplare så att den öppna kanalsresistansen och grindkapacitansen är så låg som möjligt. För att styra grindarna för fälteffekttransistorer i en push-pull-omvandlare används oftast grinddrivande mikrokretsar, som enkelt klarar av sin uppgift även vid frekvenser på hundratals kilohertz, karakteristiska för pulsade strömförsörjningar av vilken topologi som helst.