Push-in měnič napětí

Jednou z nejoblíbenějších topologií spínacích měničů napětí je měnič push-pull nebo push-pull (doslova push-pull).

Na rozdíl od jednocyklového flyback konvertoru se energie v jádru bazénu a bazénu neukládá, protože v tomto případě je jádrem transformátoru a ne jádro škrticí klapkyslouží zde jako vodič pro střídavý magnetický tok generovaný postupně dvěma polovinami primárního vinutí.

Navzdory tomu, že se jedná přesně o pulzní transformátor s pevným transformačním poměrem, lze stabilizační napětí nataženého výstupu stále měnit změnou šířky pracovních pulzů (pomocí pulzní šířková modulace).

Díky vysoké účinnosti (účinnost až 95 %) a přítomnosti galvanického oddělení primárního a sekundárního okruhu jsou push-pull spínací měniče široce používány ve stabilizátorech a měničích o výkonu 200 až 500 W (zdroje, auto invertory, UPS atd.)

Níže uvedený obrázek ukazuje obecné schéma typického push-pull převodníku.Primární a sekundární vinutí mají střední odbočky, takže v každé ze dvou pracovních půlcyklů, kdy je aktivní pouze jeden z tranzistorů, dojde k sepnutí vlastní poloviny primárního vinutí a odpovídající poloviny sekundárního vinutí, kde napětí klesne pouze na jednu ze dvou diod.

Použití celovlnného usměrňovače se Schottkyho diodami na výstupu push-down měniče umožňuje snížit aktivní ztráty a zvýšit účinnost, protože je ekonomicky výhodnější navíjet dvě poloviny sekundárního vinutí než absorbovat ztráty. ( finanční a aktivní ) s diodovým můstkem ze čtyř diod.

Spínače v primární smyčce push-pull měniče (MOSFET nebo IGBT) musí být dimenzovány na dvojnásobné napájecí napětí, aby vydržely působení nejen zdroje EMF, ale také dodatečné EMF působení indukované při vzájemném provozu.

Charakteristiky zařízení a režim činnosti push-pull okruhu jsou příznivě srovnatelné s polovičním můstkem, vpřed a vzad. Na rozdíl od polovičního můstku není potřeba odpojovat ovládací obvod spínače od vstupního napětí. Mechanismus převodníku funguje jako dva tahové převodníky v jednom zařízení.

Na rozdíl od propustného měniče také nepotřebuje omezovací cívku, protože jedna z výstupních diod vede proud i při zavřených tranzistorech. Konečně, na rozdíl od inverzního měniče, tlačítko a magnetický obvod jsou používány šetrněji a efektivní doba trvání impulsu je delší.

Proudové řídicí obvody push-pull se stávají stále oblíbenějšími ve vestavěných napájecích zdrojích pro elektronická zařízení. Tímto přístupem zcela odpadá problém zvýšeného namáhání kláves. Boční odpor je součástí obvodu společného zdroje spínačů, ze kterého je odebíráno zpětnovazební napětí pro proudovou ochranu. Každý pracovní cyklus spínače má omezenou dobu trvání od okamžiku, kdy proud dosáhne specifikované hodnoty. Při zátěži je výstupní napětí obvykle omezeno PWM.

Při návrhu převodníku push-pull je zvláštní pozornost věnována výběru spínačů tak, aby odpor otevřeného kanálu a kapacita hradla byly co nejnižší. Pro ovládání hradel tranzistorů s efektem pole v push-pull měniči se nejčastěji používají hradlové mikroobvody, které si snadno poradí se svým úkolem i při frekvencích stovek kilohertzů, charakteristických pro pulzní zdroje libovolné topologie.