İleri dönüştürücü devresi

Anahtarlamalı Mod Güç Kaynağı (SMPS) oluşturmak için çeşitli devreler veya yöntemler mevcuttur. SMPS, düzenlenmemiş DC güç kaynağından kontrollü ve izole edilmiş DC voltajı oluşturmak için kullanılır. İleri dönüştürücü devresi, geri dönüş dönüştürücü devresine benzer, ancak geri dönüş dönüştürücü devresinden daha verimlidir. İleri dönüştürücü esas olarak daha yüksek güç çıkışı gerektiren uygulamalar için kullanılır (100 ila 200 watt aralığında).

İleri dönüştürücü, temelde transformatör entegrasyonlu bir DC-DC Buck Dönüştürücüdür. Transformatörün birden fazla çıkış sargısı varsa, çıkış voltajını artırabilir veya azaltabilirsiniz. Ayrıca yük için galvanik izolasyon sağlar.

İleri Dönüştürücü Devresi, yüksek hızlı bir anahtarlama cihazına sahip bir kontrol devresinden, birincil tarafı kontrol devresine ve ikincil tarafı filtreleme devresine bağlı bir transformatörden oluşur. Transformatörlerin ikincil sargısından gelen düzeltilmiş çıktı yüke bağlanır.

Yukarıdaki blok şemasına göre, anahtar AÇIK konuma getirildiğinde, giriş transformatörün birincil sargısına uygulanır ve transformatörün sekonder sargısında bir voltaj belirir. Bu nedenle, transformatör sargılarının nokta polaritesi pozitiftir, bu nedenle D1 diyotu öne doğru eğilir. Daha sonra transformatörün çıkış voltajı, yüke bağlı olan düşük geçişli filtre devresine beslenir. Anahtar KAPALI konuma getirildiğinde, transformatörün sargılarındaki akım sıfıra düşer (transformatörün ideal olduğu varsayılarak).

İleri ve Geri Dönen Dönüştürücü arasındaki fark

S. No.	İleri Dönüştürücü	Fly-back Dönüştürücü
1.	Transformatör izole Buck Dönüştürücü	Esasen bir Buck-Boost Topolojisi
2.	Bir ek çıkış indüktörü gerektirir	Gerekli değil
3.	Devreyi sıfırlamak gerekiyor	Gerekli değil
4.	Çıkış kondansatörüne gerek yok	gereklidir
5.	Daha enerji verimli	İleri dönüştürücüden daha düşük
6.	Flyback dönüştürücüden daha pahalıdır	İleri dönüştürücü ile karşılaştırıldığında daha ucuz
7.	Transistör açıldığında enerjiyi indüktörde depolar ve transistör KAPALI olduğunda depolanan enerjiyi aktarır	İleri dönüştürücünün trafosu enerji depolamaz

İleri Dönüştürücü için Devre Şeması

İleri Dönüştürücü Devresinin Çalışması

Mode-I: Güç Modu

İleri dönüştürücü, transistör AÇIK durumdayken güç modunda olduğu söylenir. Bu durumda, besleme gerilimi transformatörün birincil taraf sargısına bağlanır ve ayrıca diyot D1 bu durumda öne doğru eğilir. Diode D2, ters önyargılı kalacağından bu durumda çalışmayacaktır. Her iki sargı, transistör AÇIK durumdayken aynı anda iletmeye başlar. Transformatörün ikincil tarafındaki çıktı, transformatörün dönüş oranına (Np / Ns) bağlıdır. Ve bu çıkış voltajı, LC filtreden oluşan sekonder devreye uygulanır. İdeal transformatör olması durumunda yükte maksimum alınan çıkış voltajı şöyle olacaktır:

(Ns / Np) * Edc

Edc, giriş besleme voltajıdır

Np hayırdır. birincil sargının

Ns hayır. ikincil sargı

Mod-II: Serbest Duruş Modu

İleri dönüştürücü, transistör KAPALI durumdayken Serbest Dönme Modunda olduğu söyleniyor. Transistör kapandığında, transformatör sargılarının akımı sıfıra düşer (ideal olarak). D1 bu durumda ters çevrilir, bu nedenle devrenin çıkış bölümünü trafodan ve girişten ayırır. Bununla birlikte, ikincil taraftaki indüktör, serbest devinimli diyot D2 boyunca sürekli bir akım akışı sağlar. Giriş ayrıldığında, girişten güç akışı olmaz, ancak yine de yük voltajı, yüklü kapasitör ve indüktör tarafından neredeyse sabit tutulur. İndüktörde ve kapasitörde depolanan enerji, yüke yavaşça dağılır. Transistör, tamamen dağılmadan önce, serbest dönme modunu sonlandırmak ve yük voltajının büyüklüğünü gerekli tolerans bandında tutmak için tekrar AÇIK konuma gelir.Yukarıdaki devreyi simüle ettikten sonra, aşağıda gösterildiği gibi çıkış dalga biçimini alacağız:

İleri dönüştürücünün anahtarlama frekansı 100 kHz veya daha fazla aralıkta.