Circuit convertisseur direct

Il existe différents circuits ou méthodes disponibles pour construire une alimentation à découpage (SMPS). SMPS est utilisé pour générer une tension CC contrôlée et isolée à partir d'une source d'alimentation CC non régulée. Le circuit convertisseur direct est similaire au circuit convertisseur fly-back mais il est plus efficace que le circuit convertisseur fly-back. Le convertisseur direct est principalement utilisé pour les applications qui nécessitent une puissance de sortie plus élevée (dans une plage de 100 à 200 watts).

Le convertisseur direct est essentiellement un convertisseur abaisseur DC-DC avec intégration d'un transformateur. Si le transformateur a plusieurs enroulements de sortie, vous pouvez même augmenter ou diminuer la tension de sortie. Il fournit également une isolation galvanique pour la charge.

Le circuit de convertisseur direct se compose d'un circuit de commande qui a un dispositif de commutation à grande vitesse, un transformateur dont le côté primaire est connecté au circuit de commande et le côté secondaire est connecté au circuit de filtrage. La sortie redressée de l'enroulement secondaire du transformateur est connectée à la charge.

Selon le schéma fonctionnel ci-dessus, lorsque l'interrupteur est activé, l'entrée est appliquée à l'enroulement primaire du transformateur et une tension est apparue au niveau de l'enroulement secondaire du transformateur. Par conséquent, la polarité des points des enroulements du transformateur est positive, de sorte que la diode D1 est polarisée en direct. Ensuite, la tension de sortie du transformateur est appliquée au circuit de filtre passe-bas qui est connecté à la charge. Lorsque l'interrupteur est éteint, le courant dans les enroulements du transformateur descend à zéro (en supposant que le transformateur soit idéal).

Différence entre le convertisseur avant et arrière

S. Non.	Convertisseur avant	Convertisseur fly-back
1.	Convertisseur Buck isolé par transformateur	Essentiellement une topologie Buck-Boost
2.	Nécessite une autre inductance de sortie supplémentaire	Non requis
3.	Le circuit de réinitialisation est nécessaire	Non requis
4.	Aucune exigence de condensateur de sortie	Obligatoire
5.	Plus économe en énergie	Convertisseur inférieur à l'avant
6.	Plus coûteux que le convertisseur flyback	Moins cher que le convertisseur direct
sept.	Stocke l'énergie dans l'inducteur lorsque le transistor est activé et transfère l'énergie stockée lorsque le transistor est désactivé	Le transformateur du convertisseur direct ne stocke pas d'énergie

Schéma de circuit pour convertisseur avant

Fonctionnement du circuit de convertisseur avant

Mode-I: Mode d'alimentation

Le convertisseur direct dit être en mode alimentation lorsque le transistor est à l'état passant. Dans cette condition, la tension d'alimentation est connectée à l'enroulement côté primaire du transformateur et la diode D1 est également polarisée en direct dans cette condition. La diode D2 ne conduira pas dans cette condition, car elle restera polarisée en inverse. Les deux enroulements commencent à conduire simultanément lorsque le transistor est à l'état ON. La sortie du côté secondaire du transformateur dépend du rapport de rotation (Np / Ns) du transformateur. Et, cette tension de sortie est appliquée au circuit secondaire, qui se compose d'un filtre LC. La tension de sortie maximale reçue, en cas de transformateur idéal, à la charge sera:

(Ns / Np) * Edc

Où, Edc est la tension d'alimentation d'entrée

Np est non. d'enroulement primaire

Ns est non. d'enroulement secondaire

Mode-II: Mode roue libre

Le convertisseur direct dit être en mode roue libre lorsque le transistor est à l'état OFF. Lorsque le transistor s'éteint, le courant des enroulements du transformateur tombe à zéro (idéalement). D1 sera polarisé inversé dans cette condition, séparant donc la section de sortie du circuit du transformateur et de l'entrée. Cependant, l'inductance du côté secondaire maintient un courant continu à travers la diode de roue libre D2. Lorsque l'entrée est séparée, il n'y a pas de flux d'énergie de l'entrée, mais la tension de charge est toujours maintenue presque constante par le condensateur chargé et l'inductance. L'énergie stockée dans l'inducteur et le condensateur se dissipe lentement dans la charge. Avant de se dissiper complètement, le transistor se remet en marche pour mettre fin au mode de roue libre et pour maintenir l'amplitude de la tension de charge dans la bande de tolérance requise.Après avoir simulé le circuit ci-dessus, nous obtiendrons la forme d'onde de sortie comme indiqué ci-dessous:

La fréquence de commutation du convertisseur direct est dans la plage de 100 kHz ou plus.