Obvod dopredného prevodníka

Na výrobu spínaného napájacieho zdroja (SMPS) sú k dispozícii rôzne obvody alebo metódy. SMPS sa používa na generovanie riadeného a izolovaného jednosmerného napätia z neregulovaného zdroja jednosmerného prúdu. Obvod dopredného prevodníka je podobný obvodu spätného prevodu, ale je účinnejší ako obvod spätného prevodu. Prevodník sa používa hlavne v aplikáciách, ktoré vyžadujú vyšší výkon (v rozmedzí od 100 do 200 W).

Prevodník je v podstate prevodník DC-na-DC Buck s integráciou transformátora. Ak má transformátor viac výstupných vinutí, môžete výstupné napätie dokonca zvýšiť alebo znížiť. Poskytuje tiež galvanické oddelenie záťaže.

Obvod forwardového meniča sa skladá z riadiaceho obvodu, ktorý má vysokorýchlostné spínacie zariadenie, transformátora, ktorého primárna strana je pripojená k riadiacemu obvodu a sekundárna strana je pripojená k filtračnému obvodu. Usmernený výstup zo sekundárneho vinutia transformátorov je pripojený k záťaži.

Podľa vyššie uvedeného blokového diagramu, keď je spínač zapnutý, vstup sa aplikuje na primárne vinutie transformátora a na sekundárnom vinutí transformátora sa objaví napätie. Preto je bodová polarita vinutí transformátora kladná, vďaka čomu je dióda D1 predpätá. Potom sa výstupné napätie transformátora privádza do obvodu dolného priechodu filtra, ktorý je pripojený k záťaži. Keď je spínač vypnutý, prúd vo vinutí transformátora klesá na nulu (za predpokladu, že je transformátor ideálny).

Rozdiel medzi prevodníkom vpred a vzad

S. č.	Prevodník vpred	Prevodník spätného letu
1.	Prevodník Buck Converter izolovaný	V podstate topológia Buck-Boost
2.	Vyžadujte ešte jeden ďalší výstupný tlmivka	Nevyžaduje sa
3.	Je potrebný resetovací obvod	Nevyžaduje sa
4.	Žiadna požiadavka na výstupný kondenzátor	Požadovaný
5.	Energeticky efektívnejšie	Menší ako dopredný prevodník
6.	Drahšie ako prevodník spätných letov	Lacnejší v porovnaní s dopredným prevodníkom
7.	Skladuje energiu v tlmivke, keď sa tranzistor zapne, a prenášať uloženú energiu, keď je tranzistor vypnutý	Transformátor predného prevodníka neukladá energiu

Schéma zapojenia dopredného prevodníka

Pracovanie obvodu dopredného prevodníka

Režim-I: Režim napájania

Tento prevodník je v režime napájania, keď je tranzistor v zapnutom stave. V tomto stave je napájacie napätie pripojené k primárnemu bočnému vinutiu transformátora a tiež dióda D1 sa v takomto stave predkloní. Dióda D2 sa za tohto stavu nebude správať, pretože zostane spätne predpätá. Obidve vinutia začnú vodiť súčasne, keď je tranzistor v zapnutom stave. Výstup na sekundárnej strane transformátora závisí od pomeru otáčok (Np / Ns) transformátora. A toto výstupné napätie sa privádza do sekundárneho obvodu, ktorý sa skladá z LC filtra. Maximálne prijaté výstupné napätie pri ideálnom transformátore pri záťaži bude:

(Ns / Np) * Edc

Kde, Edc je vstupné napájacie napätie

Np nie je. primárneho vinutia

Ns je č. sekundárneho vinutia

Režim II: Režim voľnobežky

Ak je tranzistor v stave VYPNUTÉ, predný prevodník je v režime voľnobehu. Keď sa tranzistor vypne, prúd vinutí transformátora klesne na nulu (ideálne). D1 bude v tomto stave spätne predpätý, preto oddeľuje výstupnú časť obvodu od transformátora a vstupu. Induktor na sekundárnej strane však udržuje kontinuálny tok prúdu cez voľnobežnú diódu D2. Pretože je vstup oddelený, zo vstupu nepreteká žiadny prúd, ale nabíjané kondenzátor a induktor stále udržujú napätie záťaže takmer konštantné. Uložená energia v tlmivke a kondenzátore sa pomaly rozptýli do záťaže. Pred úplným rozptýlením sa tranzistor opäť zapne, aby sa ukončil režim voľnobehu a udržiavalo sa zaťažovacie napätie v požadovanom tolerančnom pásme.Po simulácii vyššie uvedeného obvodu dostaneme výstupný priebeh, ako je uvedené nižšie:

Spínacia frekvencia forwardového prevodníka je v rozsahu 100 kHz alebo viac.