İki Anahtarlı İleri Dönüştürücü Two-Switch Forward Converter

Two-Switch Forward Converter, İki anahtarlı ileri dönüştürücü, artık yaygın olarak kullanılan bir topolojidir ve şimdiye kadarki en güvenilir dönüştürücülerden biri olarak kabul edilir.

Zamanlama sorunu veya ölü zaman gereksinimi yoktur. Snubber devresi gerekmez. MOSFET gerilimi, maksimum besleme gerilimi ile sınırlıdır. Çok çeşitli giriş gerilimleri ve yük koşullarında çalıştırma kolaylığı sağlar. Birden çok yalıtılmış çıkkış kontrol edilebilir.

İKİ ANAHTARLI İLERİ KONVERTÖR ÇALIŞMASI

İki anahtarlı ileri dönüştürücü, 150 W ila 750 W çıkış gücündeki ATX güç kaynağı cihazları için oldukca popülerdir. Ayrıca ZVS LLC topolojileriyle rekabet eder. Sabit anahtarlamalı bir topolojidir ve ZVS modunda çalışmaz. Bu nedenle, diyot iletiminin olmaması avantajına sahiptir. Bu sistemde kullanılan MOSFET’lerin gördüğü giriş gerilimi güç aralığı, çıkış gücüne sahip herhangi bir besleme için gerekli olan bir güç faktörü düzeltme (PFC) dönüştürücüsünün çıkış voltajıdır.
65 W’a eşit veya daha yüksek.

Bu voltaj tipik olarak 380 V ila 400 V arasındadır. Kapatma sırasında MOSFET’ler ek bir hızlı kurtarma diyotları tarafından kenetlenmiştir. Temel işlem aşağıdaki gibidir.

Şekil 1a, birlikte açılan ve enerjiyi transistörler aracılığıyla aktaran Q1 ve Q2 transistörlerini göstermektedir. Q1 ve Q2 transistörleri kapatıldığında, trafo mıknatıslama akımı artık ileriye dönük diyotlardan akar.

D1 ve D2’yi ve ardından şekil l’de gösterildiği gibi kaynağa geri döner. 1b. Diyotlar, birincildeki tüm mıknatıslanma enerjisine kadar iletilir, kaçak endüktanslarda depolanan enerji ile birlikte giriş kaynağına geri verilir. D1 ve D2 diyotları girişi sıkıştırdığından gerilim, snubber devresi gerekmez. Giriş voltajının ötesindeki herhangi bir aşma, uygun bir devre düzeni ile yönetilmelidir. başıboş endüktansları en aza indirmek için. Sekonderde, serbest dönen diyot gösterildiği gibi ileterek çıkış indüktörünü aktarır.

Birincil devrenin güç vermeme çevrimi sırasında, AÇIK süresi kendi değerinden daha az olduğunda uygun trafo sıfırlama süresi elde edilir. KAPALI süresi (çalışma döngüsü %50’den az). Başka bir deyişle, birincil sargının kendisi sıfırlama sargısı olarak işlev görür. KAPALI olması AÇIK zamanından daha uzun süre, her zaman transformatörü sıfırlayacaktır.

Şekil 1a) Çalışmanın Güç Aktarımı Aşaması

Şekil 1b) Çıkış Kapağında Yükü Güç Akışı

ÇİFT ANAHTAR VS. PFC DÖNÜŞTÜRÜCÜ, FOM VE GÜÇ KAYBI

Şekil 2, iki anahtarlı ileri dönüştürücünün güç kayıplarını 400 W’lık tek anahtarlı PFC ön uç dönüştürücüyle karşılaştırır. İki anahtarlı ileri dönüştürücüdeki MOSFET’ler akımın yarısını taşır ve frekansı iki katına çıkarır (125 kHz’e karşı 65 kHz tipik). Frekansın bu iki katına çıkmasıyla, anahtarlama kayıpları daha baskın bir faktör haline gelir. genel yeterli rakamı (FOM) ve güç kaybı ölçümü.

Şekil 2 Güç Faktörü Düzeltme (PFC) Dönüştürücüsü ve İki Anahtarlı İleri Dönüştürücü

Tasarımda maksimum güç kaybı 8W olan bir TO-220 veya TO-220F kılıf mosfetlerin optimum olduğunu varsayalım. Uygun bir PFC devresi ile iletim kayıplarının toplam %40 ila %50’si arasında olduğunu varsayalım. Ancak bunun iki anahtarlı bir dönüştürücü için optimum bir çözüm olacağı sonucu çıkmaz. İki anahtarda
topoloji Coss/Qoss ve Qsw toplam kayıpların yaklaşık %87’sine katkıda bulunacak ve geri kalanı iletim olacaktır.

Kaynak PDF dosyası (ingilizce):