Circuito convertidor directo

Hay varios circuitos o métodos disponibles para construir fuentes de alimentación conmutadas (SMPS). SMPS se utiliza para generar voltaje CC controlado y aislado a partir de una fuente de alimentación CC no regulada. El circuito convertidor directo es similar al circuito convertidor fly-back pero es más eficiente que el circuito convertidor fly-back. El convertidor directo se utiliza principalmente para aplicaciones que requieren una mayor potencia de salida (en un rango de 100 a 200 vatios).

El convertidor directo es básicamente un convertidor reductor de CC a CC con integración de transformador. Si el transformador tiene múltiples devanados de salida, incluso puede aumentar o disminuir el voltaje de salida. También proporciona aislamiento galvánico para la carga.

El circuito convertidor de avance consiste en un circuito de control que tiene un dispositivo de conmutación de alta velocidad, un transformador cuyo lado primario está conectado al circuito de control y el lado secundario está conectado al circuito de filtrado. La salida rectificada del devanado secundario del transformador está conectada a la carga.

Según el diagrama de bloques anterior, cuando el interruptor se enciende, la entrada se aplica al devanado primario del transformador y aparece un voltaje en el devanado secundario del transformador. Por lo tanto, la polaridad del punto de los devanados del transformador es positiva, debido a esto el diodo D1 se polariza hacia adelante. Luego, el voltaje de salida del transformador se alimenta al circuito de filtro de paso bajo que está conectado a la carga. Cuando el interruptor se apaga, la corriente en los devanados del transformador se reduce a cero (suponiendo que el transformador sea ideal).

Diferencia entre convertidor de avance y retroceso

S. No.	Convertidor directo	Convertidor Fly-back
1.	Transformador convertidor Buck aislado	Esencialmente una topología Buck-Boost
2.	Requiere un inductor de salida adicional más	No requerido
3.	Es necesario restablecer el circuito	No requerido
4.	No se requiere condensador de salida	Necesario
5.	Más eficiente energéticamente	Convertidor más bajo que adelante
6.	Más costoso que el convertidor flyback	Más barato en comparación con el convertidor directo
7.	Almacena energía en el inductor cuando el transistor se enciende y transfiere la energía almacenada cuando el transistor se apaga	El transformador del convertidor directo no almacena energía

Diagrama de circuito para convertidor directo

Funcionamiento del circuito convertidor de avance

Mode-I: modo de encendido

Se dice que el convertidor directo está en modo de alimentación cuando el transistor está en estado ON. En esta condición, el voltaje de suministro está conectado al devanado del lado primario del transformador y también el diodo D1 se polariza hacia adelante en esta condición. El diodo D2 no conducirá en esta condición, ya que permanecerá con polarización inversa. Ambos devanados comienzan a conducir simultáneamente cuando el transistor está en estado ON. La salida en el lado secundario del transformador depende de la relación de giro (Np / Ns) del transformador. Y esta tensión de salida se aplica al circuito secundario, que consta de un filtro LC. El voltaje de salida máximo recibido, en el caso de un transformador ideal, en la carga será:

(Ns / Np) * Edc

Donde, Edc es el voltaje de suministro de entrada

Np es no. de bobinado primario

Ns es no. de bobinado secundario

Mode-II: modo de rueda libre

Se dice que el convertidor directo está en modo de rueda libre cuando el transistor está en estado APAGADO. Cuando el transistor se apaga, la corriente de los devanados del transformador cae a cero (idealmente). D1 tendrá polarización inversa en esta condición, por lo tanto, separa la sección de salida del circuito del transformador y la entrada. Sin embargo, el inductor en el lado secundario mantiene un flujo continuo de corriente a través del diodo de rueda libre D2. A medida que la entrada se separa, no hay flujo de energía desde la entrada, pero aún así el voltaje de carga se mantiene casi constante por el capacitor cargado y el inductor. La energía almacenada en el inductor y el condensador se disipa lentamente en la carga. Antes de que se disipe completamente, el transistor se enciende nuevamente para finalizar el modo de marcha libre y mantener la magnitud del voltaje de carga dentro de la banda de tolerancia requerida.Después de simular el circuito anterior, obtendremos la forma de onda de salida como se muestra a continuación:

La frecuencia de conmutación del convertidor directo está en el rango de 100 kHz o más.