- Ero eteen- ja paluumuuntimen välillä
- Piirikaavio eteenpäin-muuntimelle
- Eteenpäinmuunninpiirin toiminta
Kytkettyjen virtalähteiden (SMPS) rakentamiseen on käytettävissä erilaisia piirejä tai menetelmiä. SMPS: ää käytetään kontrolloidun ja eristetyn tasajännitteen tuottamiseen säätelemättömästä tasavirtalähteestä. Eteenpäin-muunninpiiri on samanlainen kuin paluumuunninpiiri, mutta se on tehokkaampi kuin paluumuunninpiiri. Eteenpäinmuunninta käytetään pääasiassa sovelluksiin, jotka edellyttävät suurempaa tehoa (välillä 100-200 wattia).
Forward-muunnin on pohjimmiltaan DC-DC-Buck-muunnin, johon on integroitu muuntaja. Jos muuntajassa on useita lähtökäämiä, voit jopa lisätä tai vähentää lähtöjännitettä. Se tarjoaa myös galvaanisen eristyksen kuormalle.
Eteenpäinmuunninpiiri koostuu ohjauspiiristä, jossa on nopea kytkinlaite, muuntaja, jonka ensiöpuoli on kytketty ohjauspiiriin ja toissijainen puoli on kytketty suodatuspiiriin. Muuntajien toissijaisen käämityksen tasasuuntainen ulostulo on kytketty kuormaan.
Edellä olevan lohkokaavion mukaisesti, kun kytkin kytketään PÄÄLLE, tulo syötetään muuntajan ensiökäämälle ja jännite ilmestyy muuntajan toissijaiseen käämiin. Siksi muuntajan käämien pistepolaarisuus on positiivinen, minkä vuoksi diodi D1 siirtyy eteenpäin esijännitettynä. Sitten muuntajan lähtöjännite syötetään alipäästösuodatinpiiriin, joka on kytketty kuormaan. Kun kytkin kytketään pois päältä, muuntajan käämien virta laskee nollaan (olettaen, että muuntaja on ihanteellinen).
Ero eteen- ja paluumuuntimen välillä
S. Ei. | Välitä muunnin | Paluumuunnin |
1. | Muuntaja eristetty Buck Converter | Pohjimmiltaan Buck-Boost-topologia |
2. | Vaaditaan vielä yksi ylimääräinen lähtöinduktori | Ei vaadittu |
3. | Piiri on nollattava | Ei vaadittu |
4. | Ei vaatimusta lähtökondensaattorille | Vaaditaan |
5. | Energiatehokkaampi | Alempi kuin eteenpäin muunnin |
6. | Kalliimpaa kuin flyback-muunnin | Halvempi kuin eteenpäin muunnin |
7. | Tallentaa energiaa induktoriin, kun transistori käynnistyy, ja siirtää varastoitua energiaa, kun transistori sammutetaan | Muuntajan muunnin ei varastoi energiaa |
Piirikaavio eteenpäin-muuntimelle
Eteenpäinmuunninpiirin toiminta
Tila-I: Virtatila
Lähtevän muuntimen sanotaan olevan virtatilassa, kun transistori on ON-tilassa. Tässä tilassa syöttöjännite kytketään muuntajan ensiöpuolen käämitykseen ja myös diodi D1 siirtyy eteenpäin tässä tilassa. Diodi D2 ei toimi tässä tilassa, koska se pysyy päinvastaisena. Molemmat käämit alkavat johtaa samanaikaisesti, kun transistori on ON-tilassa. Muuntajan toisiopuolella oleva lähtö riippuu muuntajan kääntösuhteesta (Np / Ns). Ja tämä lähtöjännite kohdistetaan sekundääripiiriin, joka koostuu LC-suodattimesta. Suurin vastaanotettu lähtöjännite on ihanteellisen muuntajan tapauksessa kuormalla:
(Ns / Np) * Edc
Missä, Edc on tulojännite
Np ei ole. ensiökäämin
Ns ei ole. toissijainen käämitys
Mode-II: Vapaakäyttötila
Lähtevän muuntimen sanotaan olevan vapaakäyntitilassa, kun transistori on OFF-tilassa. Kun transistori sammuu, muuntajan käämien virta laskee nollaan (mieluiten). D1 kääntyy tässä tilassa esijännitetyksi, joten se erottaa piirin lähtöosan muuntajasta ja tulosta. Toissijaisen puolen induktori ylläpitää kuitenkin jatkuvaa virtaa vapaasti pyörivän diodin D2 läpi. Kun tulo on erotettu, tulosta ei tule virtaa, mutta latausjännite pidetään kuitenkin lähes vakiona ladatulla kondensaattorilla ja induktorilla. Induktorin ja kondensaattorin varastoitu energia haihtuu hitaasti kuormitukseen. Ennen kuin transistori hajoaa kokonaan, transistori kytkeytyy uudelleen päälle vapaarattaistilan lopettamiseksi ja kuormitusjännitteen suuruuden ylläpitämiseksi vaaditulla toleranssialueella.Yllä olevan piirin simuloinnin jälkeen saadaan lähtöaaltomuoto alla esitetyllä tavalla:
Eteenpäinmuuntimen kytkentätaajuus on alueella 100 kHz tai enemmän.