Circuitul convertorului înainte

Există diferite circuite sau metode disponibile pentru construirea sursei de alimentare în modul comutat (SMPS). SMPS este utilizat pentru generarea de tensiune continuă controlată și izolată de la o sursă de curent continuu nereglementată. Circuitul convertorului înainte este similar cu cel al convertorului fly-back, dar este mai eficient decât circuitul convertor fly-back. Convertorul forward este utilizat în principal pentru aplicațiile care necesită o putere mai mare (în intervalul de 100 până la 200 de wați).

Convertorul forward este practic un convertor DC-to-DC Buck cu integrarea transformatorului. Dacă transformatorul are înfășurări multiple de ieșire, puteți crește sau reduce tensiunea de ieșire. De asemenea, asigură izolare galvanică pentru sarcină.

Circuitul convertorului înainte este format dintr-un circuit de control care are un dispozitiv de comutare de mare viteză, un transformator a cărui latură primară este conectată la circuitul de comandă și partea secundară este conectată la circuitul de filtrare. Ieșirea rectificată de la înfășurarea secundară a transformatoarelor este conectată la sarcină.

Conform schemei bloc de mai sus, când comutatorul este pornit, intrarea este aplicată înfășurării primare a transformatorului și apare o tensiune la înfășurarea secundară a transformatorului. Prin urmare, polaritatea punctului înfășurărilor transformatorului este pozitivă, datorită acestui fapt dioda D1 devine polarizată înainte. Apoi, tensiunea de ieșire a transformatorului este alimentată la circuitul de filtru trece-jos care este conectat la sarcină. Când comutatorul este oprit, curentul din înfășurările transformatorului scade la zero (presupunând că transformatorul este ideal).

Diferența dintre convertorul Forward și Fly-back

S. Nu	Convertor înainte	Convertor Fly-back
1.	Transformator izolat Buck Converter	În esență, o topologie Buck-Boost
2.	Necesită încă un inductor de ieșire suplimentar	Nu este necesar
3.	Este necesar un circuit de resetare	Nu este necesar
4.	Nu există cerință pentru condensatorul de ieșire	Necesar
5.	Mai eficientă din punct de vedere energetic	Convertor mai mic decât înainte
6.	Mai scump decât convertorul flyback	Mai ieftin în comparație cu convertorul forward
7.	Stochează energia în inductor când tranzistorul pornește și transferă energia stocată când tranzistorul este oprit	Transformatorul convertorului direct nu stochează energie

Diagrama circuitului pentru convertorul înainte

Funcționarea circuitului convertorului înainte

Mod-I: Mod de alimentare

Convertorul înainte a spus că este în modul de alimentare atunci când tranzistorul este în starea ON. În această stare, tensiunea de alimentare este conectată la înfășurarea laterală primară a transformatorului și, de asemenea, dioda D1 devine polarizată înainte în această stare. Dioda D2 nu va conduce în această stare, deoarece va rămâne inversată. Ambele înfășurări încep să conducă simultan când tranzistorul este în starea ON. Ieșirea pe partea secundară a transformatorului depinde de raportul de rotație (Np / Ns) al transformatorului. Și această tensiune de ieșire se aplică circuitului secundar, care constă din filtru LC. Tensiunea maximă de ieșire primită, în cazul transformatorului ideal, la sarcină va fi:

(Ns / Np) * Edc

Unde, Edc este tensiunea de alimentare de intrare

Np este nr. de înfășurare primară

Ns este nr. de înfășurare secundară

Modul II: Modul de roată liberă

Convertorul înainte a spus că este în modul Freewheeling atunci când tranzistorul este în starea OFF. Pe măsură ce tranzistorul se oprește, curentul înfășurărilor transformatorului scade la zero (în mod ideal). D1 va fi inversat polarizat în această condiție, prin urmare separă secțiunea de ieșire a circuitului de transformator și de intrare. Cu toate acestea, inductorul din partea secundară menține un flux continuu de curent prin dioda de rotire liberă D2. Deoarece intrarea este separată, nu există flux de putere de la intrare, dar totuși tensiunea de încărcare este menținută aproape constantă de condensatorul încărcat și de inductor. Energia stocată în inductor și condensator se disipează încet în sarcină. Înainte de a se disipa complet, tranzistorul se aprinde din nou pentru a încheia modul de roată liberă și pentru a menține magnitudinea tensiunii de sarcină în banda de toleranță necesară.După simularea circuitului de mai sus vom obține forma de undă de ieșire așa cum se arată mai jos:

Frecvența de comutare a convertorului direct este în intervalul de 100 kHz sau mai mult.