Однотактный прямоходовой преобразователь

На рис. 6.9 приведена схема прямоходового преобразователя (англ, forward DC-DC converter). Его принцип действия во многом аналогичен принципу работы понижающего регулятора. В схеме прямоходового преобразователя присутствует трансформатор, имеющий две обмотки на первичной стороне (ЛЧ = АЗ) с сильной магнитной связью между обмотками. При включенном транзисторе напряжение источника, приложенное к обмотке А1, трансформируется во вторичную обмотку N2. В результате открытия диода VD на входе /Х-фильтра формируется напряжение Е/К (К = ЛЧ/N2 — коэффициент трансформации). Таким образом, в отличие от обратноходового преобразователя, в этом случае накопление энергии в индуктивных элементах схемы и передача ее в нагрузку происходят одновременно — на интервале включенного состояния транзистора. При выключении транзистора закрывается диод VD1, а диод VD2 открывается. За счет накопленной в индуктивности фильтра энергии поддерживается напряжение на нагрузке. Обмотка АЗ и диод VD3 образуют контур, обеспечивающий вывод энергии, накопленной в сердечнике трансформатора, в источник питания.

Рис. 6.9. Схема прямоходового преобразователя В схеме нрямоходового преобразователя изменение магнитного потока в трансформаторе будет меньше, чем в схеме обратноходового преобразователя: он снижается до исходного значения вследствие рекуперации энергии (возврата в источник) на интервале выключенного состояния транзистора.

По соотношению между выходным и входным напряжением прямоходовой преобразователь идентичен понижающему регулятору с учетом коэффициента трансформации. При пренебрежении потерями в преобразователе среднее значение напряжения на нагрузке.

По сравнению с обратноходовым преобразователем достоинствами прямоходового преобразователя являются меньшие пульсации выходного напряжения и возможность работы при отсутствии нагрузки. Однако прямоходовой преобразователь имеет более сложную схему и ограниченный диапазон регулирования напряжения на нагрузке. Общим недостатком рассмотренных схем однотактных преобразователей является потребление от источника прерывистого тока.