Circuito conversor direto

Existem vários circuitos ou métodos disponíveis para a construção de fonte de alimentação comutada (SMPS). SMPS é usado para gerar tensão DC controlada e isolada de fonte de energia DC não regulada. O circuito conversor direto é semelhante ao circuito conversor fly-back, mas é mais eficiente do que o circuito conversor fly-back. O conversor direto é usado principalmente para aplicações que requerem maior potência de saída (na faixa de 100 a 200 watts).

O conversor direto é basicamente um Conversor Buck DC para DC com integração de transformador. Se o transformador tiver vários enrolamentos de saída, você pode até aumentar ou diminuir a tensão de saída. Ele também fornece isolamento galvânico para a carga.

O circuito conversor direto consiste em um circuito de controle que possui um dispositivo de comutação de alta velocidade, um transformador cujo lado primário é conectado ao circuito de controle e o lado secundário é conectado ao circuito de filtragem. A saída retificada do enrolamento secundário dos transformadores é conectada à carga.

Conforme o diagrama de blocos acima, quando a chave é ligada, a entrada é aplicada ao enrolamento primário do transformador e uma tensão é exibida no enrolamento secundário do transformador. Portanto, a polaridade de ponto dos enrolamentos do transformador é positiva, devido a isso o diodo D1 fica polarizado direto. Em seguida, a tensão de saída do transformador é alimentada para o circuito do filtro passa-baixa que está conectado à carga. Quando a chave é desligada, a corrente nos enrolamentos do transformador desce a zero (assumindo que o transformador seja ideal).

Diferença entre conversor de avanço e retorno

S. No.	Conversor de avanço	Conversor Flyback
1	Conversor Buck isolado por transformador	Essencialmente uma topologia Buck-Boost
2	Requer mais um indutor de saída adicional	Não requerido
3 -	É necessário reiniciar o circuito	Não requerido
4	Nenhum requisito para capacitor de saída	Requeridos
5	Mais eficiente em energia	Conversor inferior do que direto
6	Mais caro do que o conversor flyback	Mais barato em comparação com o conversor direto
7	Armazena energia no indutor quando o transistor liga e transfere a energia armazenada quando o transistor é desligado	O transformador do conversor direto não armazena energia

Diagrama de circuito para conversor direto

Funcionamento do circuito conversor direto

Modo-I: Modo de alimentação

O conversor direto está no modo de alimentação quando o transistor está no estado LIGADO. Nesta condição, a tensão de alimentação é conectada ao enrolamento do lado primário do transformador e também o diodo D1 recebe polarização direta nesta condição. O diodo D2 não conduzirá nesta condição, pois permanecerá com polarização reversa. Ambos os enrolamentos começam a conduzir simultaneamente quando o transistor está no estado ON. A saída no lado secundário do transformador depende da relação de rotação (Np / Ns) do transformador. E, essa tensão de saída é aplicada ao circuito secundário, que consiste no filtro LC. A tensão máxima de saída recebida, no caso de transformador ideal, na carga será:

(Ns / Np) * Edc

Onde, Edc é a tensão de alimentação de entrada

Np é não. de enrolamento primário

Ns é não. de enrolamento secundário

Modo II: Modo de roda livre

O conversor direto está em modo de roda livre quando o transistor está no estado OFF. Quando o transistor é desligado, a corrente dos enrolamentos do transformador cai para zero (idealmente). D1 será polarizado reversamente nesta condição, portanto separa a seção de saída do circuito do transformador e da entrada. No entanto, o indutor no lado secundário mantém um fluxo contínuo de corrente através do diodo de rotação livre D2. Como a entrada é separada, não há fluxo de energia da entrada, mas ainda assim a tensão de carga é mantida quase constante pelo capacitor carregado e pelo indutor. A energia armazenada no indutor e no capacitor se dissipa lentamente na carga. Antes de se dissipar completamente, o transistor LIGA novamente para encerrar o modo de rotação livre e manter a magnitude da tensão de carga dentro da faixa de tolerância exigida.Depois de simular o circuito acima, obteremos a forma de onda de saída conforme mostrado abaixo:

A frequência de chaveamento do conversor direto está na faixa de 100 kHz ou mais.