Litar penukar ke hadapan

Terdapat pelbagai rangkaian atau kaedah yang tersedia untuk membina Bekalan Kuasa Mod Beralih (SMPS). SMPS digunakan untuk menghasilkan voltan DC terkawal dan terpencil dari sumber kuasa DC yang tidak terkawal. Litar penukar ke hadapan mirip dengan litar penukar lalat balik tetapi lebih cekap daripada litar penukar fly-back. Penukar ke hadapan digunakan terutamanya untuk aplikasi yang memerlukan output kuasa yang lebih tinggi (dalam lingkungan 100 hingga 200 watt).

Forward converter pada dasarnya adalah DC-to-DC Buck Converter dengan penyatuan transformer. Sekiranya pengubah mempunyai belitan output yang banyak, anda bahkan boleh meningkatkan atau menurunkan voltan keluaran. Ia juga memberikan pengasingan galvanik untuk beban.

Litar Penukar Hadapan terdiri daripada litar kawalan yang mempunyai alat pensuisan berkelajuan tinggi, pengubah yang sisi utamanya disambungkan ke litar kawalan dan sisi sekunder disambungkan ke litar penapisan. Output yang diperbetulkan dari belitan sekunder transformer disambungkan ke beban.

Seperti rajah blok di atas, apabila suis dihidupkan, input diterapkan pada belitan utama transformer dan voltan muncul pada belitan sekunder transformer. Oleh itu, polaritas titik lilitan transformer adalah positif, kerana ini dioda D1 maju ke depan dengan berat sebelah. Kemudian voltan output pengubah dimasukkan ke litar penapis lulus rendah yang disambungkan ke beban. Apabila suis dimatikan, arus dalam belitan pengubah turun ke sifar (dengan anggapan pengubahnya ideal).

Perbezaan antara Forward dan Fly-back Converter

S. No.	Penukar Maju	Penukar Fly-back
1.	Transformer terpencil Buck Converter	Pada dasarnya Topologi Buck-Boost
2.	Memerlukan satu lagi induktor output tambahan	Tidak dikehendaki
3.	Litar semula diperlukan	Tidak dikehendaki
4.	Tidak ada keperluan untuk kapasitor output	Dikehendaki
5.	Lebih cekap tenaga	Lebih rendah daripada penukar ke hadapan
6.	Lebih mahal daripada penukar flyback	Lebih murah jika dibandingkan dengan penukar ke hadapan
7.	Menyimpan tenaga dalam induktor ketika Transistor AKTIF dan memindahkan tenaga yang tersimpan ketika transistor dimatikan	Transformer penukar ke hadapan tidak menyimpan tenaga

Diagram Litar untuk Penukar Hadapan

Kerja Litar Penukar Hadapan

Mode-I: Mod Kuasa

Penukar ke hadapan dikatakan berada dalam mod kuasa semasa transistor berada dalam keadaan ON. Dalam keadaan ini, voltan bekalan disambungkan ke belitan sisi primer transformer dan juga diod D1 maju ke depan yang berat sebelah Diod D2 tidak akan berlaku dalam keadaan ini, kerana ia akan terbalik secara bias. Kedua-dua belitan itu mula dilakukan secara serentak ketika transistor berada dalam keadaan ON. Keluaran di sisi sekunder transformer bergantung pada nisbah putaran (Np / Ns) pengubah. Dan, voltan keluaran ini digunakan pada litar sekunder, yang terdiri daripada penapis LC. Voltan keluaran maksimum yang diterima, sekiranya pengubah ideal, pada beban akan:

(Ns / Np) * Edc

Di mana, Edc adalah voltan bekalan input

Np adalah tidak. penggulungan primer

Ns adalah tidak. penggulungan sekunder

Mode-II: Mod Freewheeling

Penukar ke hadapan dikatakan berada dalam Mod Freewheeling ketika transistor dalam keadaan OFF. Semasa transistor dimatikan, arus belitan pengubah jatuh ke sifar (idealnya). D1 akan terbalik secara bias dalam keadaan ini, oleh itu memisahkan bahagian keluaran litar dari pengubah dan input. Walau bagaimanapun, induktor di sisi sekunder mengekalkan aliran arus berterusan melalui diod freewheeling D2. Oleh kerana input dipisahkan, tidak ada aliran daya dari input, tetapi voltan beban tetap dikekalkan hampir tetap oleh kapasitor dan induktor yang diisi. Tenaga yang tersimpan di induktor dan kapasitor perlahan-lahan hilang ke dalam beban. Sebelum hilang sepenuhnya transistor dihidupkan kembali untuk mengakhiri mod freewheeling dan mengekalkan magnitud voltan beban dalam jalur toleransi yang diperlukan.Setelah mensimulasikan litar di atas, kita akan mendapat bentuk gelombang output seperti yang ditunjukkan di bawah:

Frekuensi pertukaran penukar ke hadapan berada dalam julat 100 kHz atau lebih.