Push-in pretvarač napona

Jedna od najpopularnijih topologija sklopnih pretvarača napona je push-pull pretvarač ili push-pull (doslovno, push-pull).

Za razliku od jednocikličnog povratnog pretvarača, energija u jezgri bazena nije pohranjena, budući da je u ovom slučaju to jezgra transformatora, a ne jezgra leptira za gas, ovdje služi kao vodič za izmjenični magnetski tok koji zauzvrat generiraju dvije polovice primarnog namota.

Unatoč činjenici da je ovo upravo impulsni transformator s fiksnim omjerom transformacije, stabilizacijski napon povučenog izlaza još uvijek se može promijeniti promjenom širine radnih impulsa (koristeći modulacija širine impulsa).

Zbog svoje visoke učinkovitosti (učinkovitost do 95%) i prisutnosti galvanske izolacije primarnog i sekundarnog kruga, push-pull sklopni pretvarači naširoko se koriste u stabilizatorima i pretvaračima snage od 200 do 500 W (napajanja, automobili pretvarači, UPS, itd.)

Donja slika prikazuje opću shemu tipičnog push-pull pretvarača.Primarni i sekundarni namot imaju srednje odvojke, tako da će u svakom od dva radna polucikla, kada je aktivan samo jedan od tranzistora, biti uključena njegova polovica primarnog namota i odgovarajuća polovica sekundarnog namota, gdje napon će pasti samo na jednu od dvije diode.

Korištenje punovalnog ispravljača sa Schottky diodama na izlazu potisnog pretvarača omogućuje smanjenje aktivnih gubitaka i povećanje učinkovitosti, budući da je ekonomski isplativije namotati dvije polovice sekundarnog namota nego apsorbirati gubitke ( financijski i djelatni ) s diodnim mostom od četiri diode.

Prekidači u primarnoj petlji push-pull pretvarača (MOSFET ili IGBT) moraju biti ocijenjeni za dvostruki napon napajanja kako bi izdržali djelovanje ne samo izvornog EMF-a, već i dodatno djelovanje EMF-a induciranog tijekom međusobnog rada.

Karakteristike uređaja i način rada push-pull kruga povoljno se uspoređuju s polumostom, naprijed i natrag. Za razliku od polumosta, nema potrebe za odvajanjem upravljačkog kruga prekidača od ulaznog napona. Mehanizam pretvarača radi kao dva pretvarača na potezanje u jednom uređaju.

Također, za razliku od naprijed, buck-pull-down pretvarač ne treba ograničavajući svitak jer jedna od izlaznih dioda nastavlja provoditi struju čak i kada su tranzistori zatvoreni. Konačno, za razliku od inverznog pretvarača, tipkalo i magnetski krug koriste se štedljivije, a efektivno trajanje impulsa je duže.

Push-pull strujni upravljački krugovi postaju sve popularniji u ugrađenim izvorima napajanja za elektroničke uređaje. S ovim pristupom, problem povećanog naprezanja na tipkama je potpuno eliminiran. Shunt otpornik je uključen u krug zajedničkog izvora prekidača iz kojeg je povratni napon uklonjen za strujnu zaštitu. Svaki radni ciklus prekidača ograničen je u trajanju od trenutka kada struja dosegne zadanu vrijednost. Pod opterećenjem, izlazni napon je obično ograničen PWM-om.

U projektiranju push-pull pretvarača posebna se pažnja posvećuje odabiru sklopki kako bi otpor otvorenog kanala i kapacitivnost vrata bili što manji. Za upravljanje vratima tranzistora s efektom polja u push-pull pretvaraču najčešće se koriste mikro krugovi pokretačkih vrata, koji se lako nose sa svojim zadatkom čak i na frekvencijama od stotina kiloherca, karakterističnim za impulsne izvore napajanja bilo koje topologije.