1. プッシュの基本原理-プルトランス

プッシュ-プルトランスは、電源やインバーターのスイッチングなどの電子デバイスで広く使用されている高周波数変圧器です。その基本的な作業原則には、2つの交互に導電性スイッチングデバイス（MOSFETやBJTなど）を使用して、トランスの一次巻線を介して入力電圧を高-周波数AC電圧に変換します。次に、二次巻線が整理し、電圧をフィルタリングして、目的のDC電圧を出力します。

基本回路構造：

•一次巻線：2つの交互に導電性スイッチングデバイスに接続します。

•二次巻線：出力が高く-周波数AC電圧。これは、DC電圧を取得するために修正およびろ過されます。

•中央タップ：一次巻線の中央タップは、通常、入力電源の正の端子に接続されます。

働く原則：

•スイッチングデバイスがオンになると、電流は一次巻線の半分を地面に流れ、一方向に磁束を生成します。

•別のスイッチングデバイスがオンになると、電流は一次巻線の残りの半分を地面に流れ、反対方向に磁束を生成します。

•2つのスイッチングデバイスが交互にオンになっているため、トランスコアの磁束が2つの方向に交互になり、それにより二次巻線にAC電圧が誘導されます。

2. プッシュの設計特性-プルトランス

アドバンテージ：

•高効率：2つのスイッチングデバイスが交互に伝導するため、各デバイスの伝導時間は比較的短く、伝導損失が低くなります。

•高出力密度：中電力範囲のアプリケーションに適した高出力を処理できます。

•分離関数：入力と出力の間の電気分離は、変圧器を介して達成され、安全性が向上します。

短所：

•磁気バイアスの問題：2つのスイッチングデバイスの伝導時間が完全に対称的でない場合、トランスコア内の磁束に不均衡につながり、磁気バイアス現象をもたらす可能性があります。

•スイッチングデバイスの高い要件：一次巻線の中心タップは入力電源の正のポールに接続されているため、スイッチングデバイスは比較的高電圧に耐える必要があります。

3.プッシュ-プルトランスのアプリケーションシナリオ

プッシュ-プルトランスは、次のフィールドで広く使用されています。

•電源のスイッチング：入力DC電圧を高周波数AC電圧に変換するために使用され、その後、整流およびろ過されて必要なDC電圧を出力します。

•インバーター：駆動モーターまたはその他のAC負荷のために、DC電圧をAC電圧に変換します。

•通信機器：安定した電源を提供するために電力モジュールで使用されます。

•産業用自動化機器：PLC、周波数コンバーターなど、効率的な電力変換を提供します。

4.プッシュの設計ステップ-プルトランス

ステップ1：入力パラメーターと出力パラメーターを決定します

•入力電圧範囲：入力電圧の最小値と最大値を決定します。

•出力電圧と電流：出力電圧と最大出力電流を決定します。

ステップ2：トランスパラメーターを選択します

•トランスターン比：入力-出力電圧比に基づいて適切なターン比を選択します。

•トランスコア：適切なコア素材とサイズを選択して、コアが飽和しないことを確認します。

•一次および二次巻線：電流および電圧の要件に応じて、一次巻線および二次巻線のターンとワイヤーの直径を設計します。

ステップ3：ドライブ回路を設計します

•ドライブ信号：交互にオンになっている2つのドライブ信号を設計し、2つのスイッチングデバイスが同時にオンになっていないことを確認します。

•デッドタイム：2つのスイッチングデバイスの同時伝導によって引き起こされる短絡を防ぐために、適切なデッドタイムを設定します。

ステップ4：保護回路を設計します

•過電流保護：過電流保護回路を設計して、トランスとスイッチングデバイスが過負荷になるのを防ぎます。

•過電圧保護：過電圧保護回路を設計して、過度に高出力電圧によって引き起こされる負荷の損傷を防ぎます。

5。実際の設計ケース

以下は、LT3999に基づくプッシュ-プルDC/DCコンバーターのデザインの例です。

回路パラメーター：

•入力電圧範囲：10V〜15V

•出力電圧：5V

•出力電流：400mA

デザイン手順：

•トランスの選択：適切な高-周波数変圧器を選択し、そのターン比とコアパラメーターが設計要件を満たすことを確認します。

•ドライブ回路の設計：LT3999モノリシックDC/DCプッシュ-プルドライバーを使用して、伝導を交互にする2つのドライブ信号を設計します。

•設計保護回路：電流保護を追加して-電圧保護回路を追加して、システムの安定性と安全性を確保します。

•テストと最適化：実際の回路でテストを実施し、パフォーマンスを最適化するための回路パラメーターを調整します。

テスト結果：

•出力電圧：10V〜15Vの入力電圧範囲内で、出力電圧は5Vのままです。

•消費電力：負荷電流範囲全体で、消費電力は低く、効率が高くなります。

•温度：デューティサイクルを制御することにより、LDO全体の電圧の差が減少し、温度上昇が抑制されます。