Strujni krug pretvarača

Dostupni su razni krugovi ili metode za izgradnju napajanja s preklopnim načinom rada (SMPS). SMPS se koristi za stvaranje kontroliranog i izoliranog istosmjernog napona iz nereguliranog istosmjernog izvora napajanja. Krug pretvarača naprijed sličan je krugu povratnog pretvarača, ali je učinkovitiji od povratnog kruga pretvarača. Pretvarač za naprijed uglavnom se koristi za one programe koji zahtijevaju veću izlaznu snagu (u rasponu od 100 do 200 vata).

Pretvarač je u osnovi DC-u-DC pretvarač s integriranim transformatorima. Ako transformator ima više izlaznih namota, možete čak povećati ili smanjiti izlazni napon. Također osigurava galvansku izolaciju tereta.

Krug pretvarača naprijed sastoji se od upravljačkog kruga koji ima sklopni uređaj velike brzine, transformatora čija je primarna strana spojena na upravljački krug, a sekundarna spojena na krug za filtriranje. Ispravljeni izlaz sekundarnog namota transformatora povezan je s opterećenjem.

Prema gornjem blok dijagramu, kada je prekidač UKLJUČEN, ulaz se primjenjuje na primarni namot transformatora i na sekundarnom namotu transformatora pojavljuje se napon. Stoga je točkasti polaritet namotaja transformatora pozitivan, zbog čega dioda D1 postaje pristrana. Tada se izlazni napon transformatora napaja u krug filtra niskog prolaza koji je povezan s opterećenjem. Kad je prekidač ISKLJUČEN, struja u namotima transformatora svodi se na nulu (pod pretpostavkom da je transformator idealan).

Razlika između pretvarača naprijed i nazad

S. Ne.	Pretvarač prema naprijed	Povratni pretvarač
1.	Transformatorski izolirani pretvarač Buck	U osnovi Buck-Boost topologija
2.	Potreban još jedan dodatni izlazni prigušnik	Nije obavezno
3.	Potreban je sklop za resetiranje	Nije obavezno
4.	Nema zahtjeva za izlaznim kondenzatorom	Potreban
5.	Energetski učinkovitiji	Niže od pretvarača prema naprijed
6.	Skuplji od povratnog pretvarača	Jeftinije u usporedbi s pretvaračem prema naprijed
7.	Pohranjuje energiju u induktoru kad se tranzistor uključi i prenosi pohranjenu energiju kad se tranzistor isključi	Transformator pretvarača naprijed ne pohranjuje energiju

Kružni dijagram za pretvarač prema naprijed

Rad kruga pretvarača unaprijed

Način-I: Način napajanja

Pretvornik prema naprijed rekao je da je u načinu napajanja kada je tranzistor u stanju ON. U tom je stanju opskrbni napon spojen na primarni bočni namot transformatora, a dioda D1 u tom stanju postaje pristrana. Dioda D2 neće se ponašati u ovom stanju, jer će ostati obrnuto pristrana. Oba namota počinju istodobno provoditi kad je tranzistor u stanju ON. Izlaz na sekundarnoj strani transformatora ovisi o omjeru zavoja (Np / Ns) transformatora. I, ovaj se izlazni napon primjenjuje na sekundarni krug koji se sastoji od LC filtra. Maksimalni primljeni izlazni napon, u slučaju idealnog transformatora, na opterećenju bit će:

(Ns / Np) * Ur

Gdje je Edc ulazni napon napajanja

Np je br. primarnog namota

Ns je br. sekundarnog namota

Način II: Način slobodnog okretaja

Pretvornik prema naprijed rekao je da je u načinu rada s slobodnim hodom kada je tranzistor u stanju ISKLJUČENO. Kako se tranzistor isključuje, struja namotaja transformatora pada na nulu (idealno). D1 će u ovom stanju biti obrnuto pristran, stoga odvaja izlazni dio kruga od transformatora i ulaza. Međutim, prigušnica na sekundarnoj strani održava kontinuirani protok struje kroz slobodnu diodu D2. Kako je ulaz odvojen, s ulaza nema protoka snage, ali napon opterećenja i dalje se održava gotovo konstantnim pomoću nabijenog kondenzatora i prigušnice. Pohranjena energija u induktoru i kondenzatoru polako se raspršuje u teret. Prije nego što se potpuno rasprši, tranzistor se ponovno UKLJUČUJE kako bi prekinuo režim slobodnog okretaja i održao veličinu napona opterećenja unutar potrebnog tolerancijskog pojasa.Nakon simulacije gornjeg kruga dobit ćemo izlazni valni oblik kao što je prikazano dolje:

Frekvencija prebacivanja pretvarača unaprijed je u rasponu od 100 kHz ili više.