Principe de fonctionnement du convertisseur push-pull
Un convertisseur DC/DC push-pull, ou simplement un convertisseur push-pull, est un dispositif électronique de puissance qui utilise deux transistors de commutation de puissance pour s'allumer et s'éteindre alternativement afin d'obtenir une conversion DC/DC. Il peut être considéré comme une combinaison de deux convertisseurs DC/DC direct à transistor unique, et ses circuits de rectification et de filtrage de sortie sont fondamentalement les mêmes que ceux d'un convertisseur DC/DC direct.
VOOHU Electronics Technology, fort de neuf années d'expérience dans le domaine de l'électronique de communication, a lancé une solution de convertisseur push-pull, comprenant un transformateur push-pull compact qui reconfigure les solutions d'isolation de puissance avec des dimensions millimétriques. Il est disponible dans différents types de packages, tels que WHST06E, WHST060, WHST06D et WHST06L.
Topologie du convertisseur DC/DC Push-Pull
TLa topologie d'un convertisseur DC/DC push-pull est illustrée à la figure 1. Les composants principaux et leurs paramètres sont définis comme suit :
Transformateur push-pull haute fréquence (T) :
Contient des enroulements primaires (NP1、NP2) et les enroulements secondaires (NS1、NS2). Les enroulements primaire et secondaire ont des prises centrales.NP1 et NP2 avoir le même nombre de tours, etNS1et NS2ont le même nombre de tours. Les polarités des enroulements primaire et secondaire sont cohérentes et les positions des bornes correspondantes sont marquées sur la figure.
Transistors de commutation de puissance (VT1、VT2):
Généralement, des transistors ou MOSFET sont utilisés pour contrôler l'état marche/arrêt du circuit.
Diodes de redressement de sortie (VD1、VD2):
Rectifiez la tension induite secondaire et unifiez la direction du courant.
Composants du filtre de sortie :
Inducteur de filtre (L), condensateur de filtre (C), utilisé pour stabiliser la tension et le courant de sortie et éviter les changements brusques.
Chargement et sortie :
Résistance de charge externe (R), tension de sortie CC (UO);
Noyau de contrôle :
Le modulateur de largeur d'impulsion (PWM) génère deux signaux de commande (UUn,UB) avec un déphasage de 180° pour piloter... VT1et VT2 fonctionnent en alternance, et le rapport cyclique PWM est théoriquement inférieur à 50%, ce qui génère une zone morte.
Principe de fonctionnement du convertisseur DC/DC Push-Pull
Les signaux de commande UAet toiBsorties du modulateur de largeur d'impulsion (PWM) sont alternativement complémentaires : lorsqueUAest élevé,UBest faible, et vice versa. Interrupteurs de puissance VT1、VT2 allumer et éteindre alternativement sous le contrôle du signal PWM (équivalent à un interrupteur mécanique à grande vitesse) ; pour faciliter l'analyse, les états marche/arrêt des interrupteurs S1、S2correspondent aux états marche et arrêt du VT1、VT2, respectivement.
VT1Sur (VT2 Désactivé) État
Quand tuA est élevé, VT1est allumé et VT2est éteint. Le chemin actuel est illustré à la figure 2 :
La tension d'entrée (UI) est appliqué aux bornes de l'enroulement primaire NP1, et le courant primaire (IP1) augmente linéairement. La polarité de la force électromotrice induite (FEM) dans NP1 est "-" en haut et "+" en bas.
Selon le principe de l'induction électromagnétique, la polarité des tensions induites dans l'enroulement primaire NP2et les enroulements secondaires NS1et NS2est "-" en haut et "+" en bas. A cette époque, VD1 est éteint et VD2 est allumé.
La tension induite (US2) dans l'enroulement secondaire NS2agit sur l'extrémité gauche de l'inductance du filtre L, formant un courant secondaire croissant linéairement (IS2, c'est-à-dire le courant direct de VD2). L'énergie stockée dans l'inducteur L augmente et sa polarité EMF induite est "+" à gauche et "-" sur la droite.
IS2charge le condensateur de filtrage C (courant de charge I1) et fournit le courant de sortie (IO) à la charge RL, satisfaisant jeS2= ... je1+ jeO.
VT2Activé (VT1Désactivé) État
Quand tuB est élevé, VT2est allumé et VT1 est éteint. Le chemin actuel est illustré à la figure 3 :
La tension d'entrée (UI) est appliqué aux bornes de l'enroulement primaire NP2, et le courant primaire (IP2) augmente linéairement. La polarité de la force électromotrice induite (FEM) de NP2est "+" en haut et "-" en bas.
Selon le principe de l'induction électromagnétique, la polarité des tensions induites de l'enroulement primaire NP1et les enroulements secondaires NS1et NS2 est "+" en haut et "-" en bas. A cette époque, VD1est allumé et VD2est éteint.
La tension induite (US1) de l'enroulement secondaire NS1agit sur l'extrémité gauche de l'inductance du filtre L, formant un courant secondaire croissant linéairement (IS1, c'est-à-dire le courant direct de VD1). L'énergie stockée dans l'inducteur L augmente et sa polarité EMF induite est "+" à gauche et "-" sur la droite.
IS1charge le condensateur du filtre C (courant de charge I2) d'une part, et fournit le courant de sortie (IO) à la charge RLd'un autre côté, je suis satisfaitS1= ... je2 + jeO.
Conception des temps morts
Lorsque le cycle de service du signal de commande PWM (D) est < 50 %, il y aura une période de temps pendant laquelle les deux UAet toiBsont faibles. Pour éviter les dommages causés par les courts-circuits par VT1et VT2 conduisant simultanément, un temps mort (DT) doit être réservé, généralement réglé sur 1 ~ 3 μs ; et plus le cycle de service D est petit, plus la période de temps pendant laquelle les deux UA et toiBsont faibles.
Astuce :
Pour éliminer le risque que les deux interrupteurs de puissance fonctionnent simultanément, le rapport cyclique (D) des deux signaux de commande émis par le modulateur de largeur d'impulsion (PWM) doit être strictement inférieur à 50 %.
Fondée en 2018 et avec son expansion à l'étranger prévue pour 2025, VOOHU Electronics est devenue un partenaire fiable pour plus de 1 000 entreprises grâce à sa « qualité supérieure, ses prix raisonnables, son service attentionné et sa livraison fiable ».
Si vous recherchez également un fournisseur de composants électroniques de communication « sans souci, rentable et pratique », pensez à VOOHU. Après tout, le choix parmi plus de 100 sociétés cotées est une valeur sûre.
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VOOHU Electronics Technology, fort de neuf années d'expérience dans le domaine de l'électronique de communication, a lancé une solution de convertisseur push-pull, comprenant un transformateur push-pull compact qui reconfigure les solutions d'isolation de puissance avec des dimensions millimétriques. Il est disponible dans différents types de packages, tels que WHST06E, WHST060, WHST06D et WHST06L.
Topologie du convertisseur DC/DC Push-Pull
TLa topologie d'un convertisseur DC/DC push-pull est illustrée à la figure 1. Les composants principaux et leurs paramètres sont définis comme suit :
Transformateur push-pull haute fréquence (T) :
Contient des enroulements primaires (NP1、NP2) et les enroulements secondaires (NS1、NS2). Les enroulements primaire et secondaire ont des prises centrales.NP1 et NP2 avoir le même nombre de tours, etNS1et NS2ont le même nombre de tours. Les polarités des enroulements primaire et secondaire sont cohérentes et les positions des bornes correspondantes sont marquées sur la figure.
Transistors de commutation de puissance (VT1、VT2):
Généralement, des transistors ou MOSFET sont utilisés pour contrôler l'état marche/arrêt du circuit.
Diodes de redressement de sortie (VD1、VD2):
Rectifiez la tension induite secondaire et unifiez la direction du courant.
Composants du filtre de sortie :
Inducteur de filtre (L), condensateur de filtre (C), utilisé pour stabiliser la tension et le courant de sortie et éviter les changements brusques.
Chargement et sortie :
Résistance de charge externe (R), tension de sortie CC (UO);
Noyau de contrôle :
Le modulateur de largeur d'impulsion (PWM) génère deux signaux de commande (UUn,UB) avec un déphasage de 180° pour piloter... VT1et VT2 fonctionnent en alternance, et le rapport cyclique PWM est théoriquement inférieur à 50%, ce qui génère une zone morte.
Principe de fonctionnement du convertisseur DC/DC Push-Pull
Les signaux de commande UAet toiBsorties du modulateur de largeur d'impulsion (PWM) sont alternativement complémentaires : lorsqueUAest élevé,UBest faible, et vice versa. Interrupteurs de puissance VT1、VT2 allumer et éteindre alternativement sous le contrôle du signal PWM (équivalent à un interrupteur mécanique à grande vitesse) ; pour faciliter l'analyse, les états marche/arrêt des interrupteurs S1、S2correspondent aux états marche et arrêt du VT1、VT2, respectivement.
VT1Sur (VT2 Désactivé) État
Quand tuA est élevé, VT1est allumé et VT2est éteint. Le chemin actuel est illustré à la figure 2 :
La tension d'entrée (UI) est appliqué aux bornes de l'enroulement primaire NP1, et le courant primaire (IP1) augmente linéairement. La polarité de la force électromotrice induite (FEM) dans NP1 est "-" en haut et "+" en bas.
Selon le principe de l'induction électromagnétique, la polarité des tensions induites dans l'enroulement primaire NP2et les enroulements secondaires NS1et NS2est "-" en haut et "+" en bas. A cette époque, VD1 est éteint et VD2 est allumé.
La tension induite (US2) dans l'enroulement secondaire NS2agit sur l'extrémité gauche de l'inductance du filtre L, formant un courant secondaire croissant linéairement (IS2, c'est-à-dire le courant direct de VD2). L'énergie stockée dans l'inducteur L augmente et sa polarité EMF induite est "+" à gauche et "-" sur la droite.
IS2charge le condensateur de filtrage C (courant de charge I1) et fournit le courant de sortie (IO) à la charge RL, satisfaisant jeS2= ... je1+ jeO.
VT2Activé (VT1Désactivé) État
Quand tuB est élevé, VT2est allumé et VT1 est éteint. Le chemin actuel est illustré à la figure 3 :
La tension d'entrée (UI) est appliqué aux bornes de l'enroulement primaire NP2, et le courant primaire (IP2) augmente linéairement. La polarité de la force électromotrice induite (FEM) de NP2est "+" en haut et "-" en bas.
Selon le principe de l'induction électromagnétique, la polarité des tensions induites de l'enroulement primaire NP1et les enroulements secondaires NS1et NS2 est "+" en haut et "-" en bas. A cette époque, VD1est allumé et VD2est éteint.
La tension induite (US1) de l'enroulement secondaire NS1agit sur l'extrémité gauche de l'inductance du filtre L, formant un courant secondaire croissant linéairement (IS1, c'est-à-dire le courant direct de VD1). L'énergie stockée dans l'inducteur L augmente et sa polarité EMF induite est "+" à gauche et "-" sur la droite.
IS1charge le condensateur du filtre C (courant de charge I2) d'une part, et fournit le courant de sortie (IO) à la charge RLd'un autre côté, je suis satisfaitS1= ... je2 + jeO.
Conception des temps morts
Lorsque le cycle de service du signal de commande PWM (D) est < 50 %, il y aura une période de temps pendant laquelle les deux UAet toiBsont faibles. Pour éviter les dommages causés par les courts-circuits par VT1et VT2 conduisant simultanément, un temps mort (DT) doit être réservé, généralement réglé sur 1 ~ 3 μs ; et plus le cycle de service D est petit, plus la période de temps pendant laquelle les deux UA et toiBsont faibles.
Astuce :
Pour éliminer le risque que les deux interrupteurs de puissance fonctionnent simultanément, le rapport cyclique (D) des deux signaux de commande émis par le modulateur de largeur d'impulsion (PWM) doit être strictement inférieur à 50 %.
Fondée en 2018 et avec son expansion à l'étranger prévue pour 2025, VOOHU Electronics est devenue un partenaire fiable pour plus de 1 000 entreprises grâce à sa « qualité supérieure, ses prix raisonnables, son service attentionné et sa livraison fiable ».
Si vous recherchez également un fournisseur de composants électroniques de communication « sans souci, rentable et pratique », pensez à VOOHU. Après tout, le choix parmi plus de 100 sociétés cotées est une valeur sûre.
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