Convertisseur de tension enfichable
L'une des topologies les plus populaires de convertisseurs de tension à découpage est un convertisseur push-pull ou push-pull (littéralement, push-pull).
Contrairement à un convertisseur flyback monocycle, l'énergie dans le noyau pool-pool n'est pas stockée, puisque dans ce cas c'est le noyau du transformateur et non noyau d'accélérateur, il sert ici de conducteur pour un flux magnétique alternatif généré à son tour par deux moitiés de l'enroulement primaire.
Malgré le fait qu'il s'agit exactement d'un transformateur d'impulsions avec un rapport de transformation fixe, la tension de stabilisation de la sortie tirée vers le haut peut toujours être modifiée en modifiant la largeur des impulsions de fonctionnement (à l'aide modulation de largeur d'impulsion).
En raison de leur rendement élevé (rendement jusqu'à 95%) et de la présence d'une isolation galvanique des circuits primaire et secondaire, les convertisseurs à découpage push-pull sont largement utilisés dans les stabilisateurs et les onduleurs d'une puissance de 200 à 500 W (alimentations, voiture onduleurs, onduleurs, etc. .)
La figure ci-dessous montre un schéma général d'un convertisseur push-pull typique.Les enroulements primaire et secondaire ont des prises médianes, de sorte que dans chacun des deux demi-cycles de fonctionnement lorsqu'un seul des transistors est actif, sa propre moitié de l'enroulement primaire et la moitié correspondante de l'enroulement secondaire seront allumées, où la tension chutera sur une seule des deux diodes.
L'utilisation d'un redresseur double alternance avec des diodes Schottky à la sortie d'un convertisseur abaisseur permet de réduire les pertes actives et d'augmenter le rendement, car il est économiquement plus avantageux d'enrouler les deux moitiés de l'enroulement secondaire que d'absorber les pertes (financier et actif) avec un pont de diodes de quatre diodes.
Les commutateurs de la boucle primaire d'un convertisseur push-pull (MOSFET ou IGBT) doivent être dimensionnés pour une double tension d'alimentation afin de résister à l'action non seulement de la source EMF, mais également à l'action EMF supplémentaire induite lors du fonctionnement de l'autre.
Les caractéristiques de l'appareil et le mode de fonctionnement du circuit push-pull se comparent favorablement à un demi-pont, avant et arrière. Contrairement à un demi-pont, il n'est pas nécessaire de découpler le circuit de commande de l'interrupteur de la tension d'entrée. Le mécanisme de conversion fonctionne comme deux convertisseurs pull-forward dans un seul appareil.
De plus, contrairement au convertisseur direct, le convertisseur abaisseur-abaisseur n'a pas besoin d'une bobine de limitation car l'une des diodes de sortie continue à conduire le courant même avec les transistors fermés. Enfin, contrairement au convertisseur inverse, le bouton poussoir et le circuit magnétique sont utilisés avec plus de parcimonie, et la durée effective d'impulsion est plus longue.
Les circuits de contrôle de courant push-pull sont de plus en plus populaires dans les alimentations électriques embarquées pour les appareils électroniques. Avec cette approche, le problème de la contrainte accrue sur les touches est complètement éliminé. Une résistance shunt est incluse dans le circuit de source commune des commutateurs à partir de laquelle la tension de rétroaction est supprimée pour la protection actuelle. Chaque cycle de fonctionnement de l'interrupteur est limité en durée à partir du moment où le courant atteint la valeur spécifiée. Sous charge, la tension de sortie est généralement limitée par PWM.
Dans la conception d'un convertisseur push-pull, une attention particulière est portée à la sélection des commutateurs afin que la résistance du canal ouvert et la capacité de grille soient aussi faibles que possible. Pour contrôler les grilles des transistors à effet de champ dans un convertisseur push-pull, on utilise le plus souvent des microcircuits de commande de grille, qui s'acquittent facilement de leur tâche même à des fréquences de centaines de kilohertz, caractéristiques des alimentations pulsées de toute topologie.