Solutions de conversion push-pull de Voohu Electronics

Dans la conception électronique industrielle, l’isolation de l’alimentation électrique et une sortie stable sont un aspect clé pour garantir un fonctionnement fiable du système.
VOOHU Electronics propose une solution complète de régulation par commutation de tension isolée basée sur une topologie push-pull. Grâce à une combinaison de composants soigneusement sélectionnés, il répond aux exigences d'alimentation isolée d'applications telles que les servos industriels et les interfaces de communication.

Structure de la solution et principes techniques
Cette solution (solution de transformateur push-pull)adopte une topologie push-pull. Grâce au fonctionnement coordonné des modules fonctionnels de base suivants, il réalise la conversion de tension d'entrée - vers - sortie et l'isolation électrique :



Filtrage d'entrée
La solution utilise une inductance de mode commun (CMC) à l'entrée d'alimentation comme filtre d'entrée pour supprimer les signaux d'interférence de mode commun provenant du secteur ou de l'alimentation en amont. Les inductances de mode commun de puissance actuellement disponibles incluent leSéries 7060, 9070 et 1211. Différentes tailles et valeurs d'inductance correspondent à différents courants nominaux et caractéristiques de filtrage, permettant aux concepteurs de sélectionner le type approprié en fonction de la puissance nominale réelle. Le but du filtrage d'entrée est de garantir la qualité du courant entrant dans les appareils de commutation, fournissant ainsi une énergie d'entrée relativement propre pour les circuits suivants.

Oscillation de commutation
Le courant continu filtré doit être converti en une onde carrée CA haute fréquence. Ce processus est accompli par des commutateurs électroniques. La solution peut utiliser des transistors ou des MOSFET comme dispositifs de commutation, qui reçoivent des signaux PWM (Pulse width Modulation) du contrôleur et s'allument et s'éteignent alternativement à une fréquence définie. Grâce à cette action de commutation haute fréquence, le courant continu est inversé en un courant d'impulsion haute fréquence, qui est envoyé à l'enroulement primaire du transformateur push-pull.

Transformation et isolement
Le transformateur push-pull est le composant essentiel pour réaliser la conversion de tension et l’isolation électrique. Les séries de transformateurs actuellement disponibles comprennent060, 06K, 06E, 06Q et 088, chacun différant par la taille du boîtier, la définition des broches et les paramètres électriques pour répondre aux diverses exigences de configuration des PCB.
Le transformateur fonctionne sur la base de l'induction électromagnétique : lorsqu'un courant pulsé haute fréquence est appliqué à l'enroulement primaire, un champ magnétique alternatif est généré dans le noyau, induisant une tension correspondante dans l'enroulement secondaire. La tension de sortie est déterminée par le rapport de spires des enroulements primaire et secondaire ; lors de la conception, un rapport de transformation approprié peut être sélectionné pour convertir la tension d'entrée en la valeur de tension de sortie souhaitée. Simultanément, il n'y a pas de connexion électrique directe entre les enroulements primaire et secondaire, ce qui permet d'obtenir une isolation électrique entre les côtés entrée et sortie. Ceci est crucial pour empêcher les défauts côté haute tension de pénétrer dans le circuit de commande basse tension.

Rectification et filtrage
La sortie d'onde carrée CA haute fréquence de l'enroulement secondaire du transformateur doit être convertie en un courant CC stable pour alimenter la charge.
Rectification : Un circuit redresseur à base de diode est utilisé pour convertir l'onde carrée CA en une forme d'onde CC pulsée unidirectionnelle.
Filtrage : la forme d'onde rectifiée contient des composants d'ondulation haute fréquence, qui doivent être lissés par un réseau de filtres LC composé d'un condensateur de filtre et d'une inductance de filtre. Les caractéristiques de charge et de décharge du condensateur, combinées à l'opposition de l'inducteur aux changements de courant, peuvent empêcher efficacement les changements brusques de courant et de tension, produisant finalement une tension continue stable avec une faible ondulation.




Scénarios d'application typiques

Cette solution a une large base d'application dans le domaine du contrôle industriel, qui se reflète principalement dans les deux aspects suivants :

Application 1 : Alimentation des interfaces d'isolation numérique
Dans les environnements industriels, les communications par bus telles que RS485 et CAN sont souvent confrontées au problème des interférences de différence de potentiel de terre. Si l'extrémité d'alimentation de l'interface de communication n'est pas isolée, le dispositif d'isolation peut tomber en panne en raison d'une tension de mode commun excessive.
Cette solution peut servir d'alimentation isolée pour les circuits intégrés d'isolation numérique, fournissant au côté interface de communication une tension de fonctionnement électriquement isolée de l'alimentation principale du système. Lorsque l'extrémité de l'alimentation est isolée, le bus de communication peut véritablement posséder la capacité de résister aux interférences de mode commun, empêchant le dispositif d'isolation de perdre sa fonction d'isolation en raison de fluctuations potentielles sur le chantier de construction et garantissant la fiabilité de la transmission des données.

Application 2 : Alimentation industrielle
En plus d'alimenter les interfaces de communication, cette solution convient également à un plus large éventail de scénarios d'alimentation industrielle. Dans les systèmes d'entraînement industriels, plusieurs alimentations auxiliaires isolées sont souvent nécessaires pour alimenter les circuits de commande, les circuits d'entraînement, etc.
La solution d'alimentation basée sur la topologie push-pull peut atteindre une puissance de sortie élevée tout en maintenant la stabilité de la tension de sortie. En sélectionnant des inductances de puissance, des transformateurs et des dispositifs de commutation appropriés, cette solution peut fournir une prise en charge d'alimentation stable et fiable pour les équipements industriels dans une large plage de tensions d'entrée et dans différentes conditions de charge.


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