23. Forward Type Switched Mode Power Supply

Rohmat Khoirul Sidiq

111910201039

23.1 Introduction

• Teruskan converter modus diaktifkan power supply lain yang populer ( SMP ) sirkuit yang digunakanuntuk memproduksi terisolasi dan terkendali tegangan dc dari masukan yang tidak diatur pasokan dc . seperti dalamkasus fly -back converter ( pelajaran - 22 ) pasokan input dc sering diturunkan setelah perbaikan( dan penyaringan kecil ) dari tegangan listrik ac . The converter ke depan , bila dibandingkan dengansirkuit terbang kembali , umumnya lebih hemat energi dan digunakan untuk aplikasi yang memerlukan sedikitoutput daya yang lebih tinggi ( di kisaran 100 watt sampai 200 watt ) . Namun topologi sirkuit ,terutama rangkaian penyaringan keluaran tidak sesederhana dalam converter fly -back .

Gambar . 23.1 menunjukkan topologi dasar converter ke depan . Ini terdiri dari switching cepatperangkat ' S ' bersama dengan sirkuit kontrol , trafo dengan gulungan primer yang terhubung dalamseri dengan saklar ' S ' untuk pasokan input dan pembetulan dan penyaringan sirkuit untuktransformator gulungan sekunder . Beban terhubung di output diperbaiki daritransformator sekunder .

23.2 Principle of Operation

• Rangkaian pada Gambar . 23,1 pada dasarnya adalah sebuah dc - to- dc buck converter dengan penambahan transformatoruntuk isolasi dan skala tegangan output. Ketika saklar ' S ' dihidupkan , masukan dc akan diterapkan padagulungan primer dan sekaligus tegangan skala muncul di trafo sekunder .Sisi Dotted dari kedua gulungan sekarang memiliki polaritas positif . Diode ' D1 ' , terhubung dalamseri dengan gulungan sekunder mendapat bias maju dan tegangan input skala diterapkan untukpass rangkaian filter low sebelumnya beban . Arus berliku primer masuk melaluibertitik end sedangkan arus sekunder keluar dari sisi putus-putus dan besaran merekaberbanding terbalik dengan bergantian - rasio mereka . Dengan demikian , sesuai dengan asumsi trafo yang ideal,net magnetizing ampere -turns transformator adalah nol dan tidak ada energi yang tersimpan dalaminti transformator . Ketika saklar ' S ' dimatikan , utama serta berkelok-kelok sekunderarus tiba-tiba dibawa ke nol . Arus melalui induktor filter dan bebanterus tanpa ada perubahan mendadak . Diode ' D2 ' memberikan jalan freewheeling untuk saat ini .Emf yang diperlukan untuk mempertahankan kontinuitas dalam filter- induktor saat ini dan untuk mempertahankan bias majutegangan D2 berasal dari filter induktor ' L ' itu sendiri . Selama freewheeling induktor penyaringsaat ini akan membusuk karena aliran terhadap tegangan output ( Vop ) , namun keberadaan relatiffilter besar kapasitor ' C ' masih mempertahankan tegangan output hampir konstan . Riak dalam outputtegangan harus berada dalam batas yang dapat diterima . Frekuensi supply switching umumnya disimpancukup tinggi sehingga berikutnya turn -on dari saklar terjadi sebelum induktor penyaringsaat ini meluruh secara signifikan . Tak perlu dikatakan , bahwa besaran filter induktor dan kapasitorharus dipilih secara tepat .

Mode-1 of Circuit Operation

Mode-2 of Circuit Operation

Relation Between Input and Output Voltage

• Jadi menurut Eqn . ( 23,3 ) , tegangan keluaran konverter maju berbanding lurus denganberalih rasio kewajiban . Ini mungkin memperhatikan bahwa kecuali untuk transformator faktor skala tegangan outputhubungan sama seperti dalam dc - to- dc buck converter sederhana . Perlu dicatat bahwa tegangan outputhubungan yang diberikan oleh Eqn . ( 23.3 ) hanya berlaku di bawah asumsi induktor kontinusaat ini . Untuk sirkuit yang dirancang tidak benar atau beban yang sangat ringan pada output konverter,arus induktor dapat meluruh sampai nol di tengah-tengah modus - 2 sehingga menjadi induktor diskontinyusaat ini . Setelah arus induktor menjadi nol , dioda ' D2 ' dalam Gambar . 23.3 ( a) perilaku tidak lagidan titik-titik ' P ' dan ' N ' dari rangkaian ekuivalen pada Gambar . 23.3 ( b ) tidak lagi korsleting . Bahkan ,tegangan output ' VO ' akan muncul di ' P ' dan ' N ' . Dengan demikian persamaan ( 23.2 ) tetap berlaku hanyauntuk menjadi bagian dari ( 1 - δ ) periode T . Dalam kasus terputus arus induktor , tegangan output, yangrata-rata tegangan poin ' P ' dan ' N ' akan memiliki besarnya lebih tinggi dari yang diberikanoleh Eqn . ( 23,3 ) . Di bawah induktor terputus saat hubungan antara tegangan keluarandan rasio kewajiban beralih menjadi non - linear dan tergantung beban . Untuk kontrol yang lebih baik atasModus tegangan output terputus arus induktor umumnya dihindari . Dengan pengetahuan sebelumnya daribeban -range dan frekuensi switching yang diinginkan induktor filter yang dapat dipilih sesuaiuntuk menjaga arus induktor kontinyu dan sebaiknya dengan kurang riak .