(¿Cuándo) un SMPS usa un convertidor push-pull para traducir el voltaje?

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Estoy leyendo sobre SMPS y tecnología relacionada y me he encontrado con información contradictoria, o eso me parece.

Varias fuentes sobre convertidores push-pull (por ejemplo, English y páginas de Wikipedia en alemán , pero otras también le dirán que son buenas para transformar el voltaje de manera eficiente cuando se trata de aplicaciones de alta potencia con una Un par de kW y más, y por lo tanto se utilizan en SMPS.

Sin embargo, cualquier descripción general sobre SMPSs que encontré me dio un convertidor de CA / CA después de un inversor / chopper, y luego un rectificador, como en esta imagen de artículo de Wikipedia en inglés :

Lo que no entiendo es por qué convertir a CA para la conversión de voltaje, cuando los convertidores push-pull aparentemente son adecuados para la conversión DC-DC (que es lo que sucede una vez que la entrada se ha rectificado) ?

¿Me estoy perdiendo algo aquí? ¿Hay diferentes casos en los que usarías uno u otro? ¿Existe alguna ventaja técnica para hacer la conversión de voltaje en DC o AC?

    
pregunta Hanno Fietz

3 respuestas

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Realmente no te estás perdiendo nada.

Una fuente de alimentación de conmutación convierte de CC a CC al convertir primero de CA a CC, luego a CA y luego a DC:

  • El rectificador de entrada y el filtro convierten la entrada de CA de baja frecuencia (50-60 Hz) en CC
  • El chopper convierte el DC en AC de alta frecuencia (generalmente varios cientos de kHz)
  • El transformador de salida sube o baja la CA de alta frecuencia y la pasa a la secundaria
  • El rectificador y el filtro de salida convierten la CA del lado secundario de alta frecuencia en CC

Así que sí, en su corazón, hay una transformación de AC en curso. La frecuencia de la CA se hace mucho más alta para permitir que se use un transformador mucho más pequeño y con menos pérdidas en el proceso de conversión.

Un convertidor push-pull , como ha descrito en su pregunta, es AC a AC en su corazón.

LaaccióndelosdosinterruptorescortaelbusdeentradadeCCenCAaplicandolaentradaaltransformadorconpolaridadalterna.EstaformadeondadeCAseconviertealsecundarioatravésdeltransformador,yluegoserectificadenuevoaCC.Porelartículo,

  

Lostransistoresseenciendenyapaganalternativamente,invirtiendoperiódicamentelacorrienteeneltransformador.

Reversiónperiódicadelacorriente=corrientealterna=CA,soloparaserexplícito.

Tengaencuentaquelaimagenmuestrasolounapartedeltrendefuerza.Aquíhayunarepresentaciónmáscompletadeunconvertidorpush-pull:

Esto muestra un filtro LC de salida, que se necesita para hacer una CC adecuada en el lado de la salida.

Por supuesto, los transformadores solo funcionan con AC . No puede aplicar CC a un transformador y esperar ninguna salida, ya que los transformadores solo "funcionan" mediante un cambio en la corriente primaria que genera un cambio en el flujo que está acoplado al secundario y genera un cambio en el voltaje. Cambio = AC.

Cuando se trata de CC, todo lo que realmente puede hacer sin alguna etapa de CA intermedia (ya sea un transformador, un inductor o incluso capacitores voladores) es disipar la energía para disminuir el voltaje. Esto es lo que es la regulación lineal - disipativa.

Además, nunca puede aumentar el voltaje de CC sin algún tipo de etapa de CA intermedia.

Tenga en cuenta la palabra "disipativo": es por eso que en la gran mayoría de los casos (cuando los niveles de potencia no son triviales) una fuente de alimentación conmutada será más eficiente que una solución lineal.

    
respondido por el Adam Lawrence
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El enlace le indica en la primera línea (versión en inglés) que un convertidor push-pull es un proceso de conversión de DC a DC. El dibujo que ha agregado es para un convertidor de CA a CC.

La página wiki también presenta conversores de puente H completos y tienen su lugar definitivamente en el extremo superior de la conversión de energía. Son un tipo de SMPS pero no se utilizan en la mayoría de los SMPS.

Los sistemas de alta potencia técnica, como las redes de alimentación de CA y las subestaciones, usan transformadores adecuados para 50/60 Hz y no existe una tecnología rentable para competir con ellos porque son convertidores de CA-CA y con los voltajes y corrientes involucrados. con la confiabilidad esperada vencieron a los semiconductores.

Los convertidores de semiconductores pueden producir salidas de CA si usan un transformador, pero todos requieren una entrada de CC. Si observa el cargador de su teléfono o la fuente de alimentación de la PC, convierte la CA en una CC, luego utiliza un "interruptor" de alta frecuencia (que usa el idioma de la imagen que suministró) para alimentar un transformador que proporciona aislamiento de seguridad a la CC de baja tensión. salida.

De hecho, en la imagen de arriba, la entrada pasa a través de un rectificador y filtro de entrada, lo que convierte la alimentación de CA a un voltaje de CC.

    
respondido por el Andy aka
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Me gustaría resumir los "a-ha" (o más como "d'oh") de este noob después de leer Madmangurman's y respuestas de Andy aka .

No pude entender dos cosas bastante básicas:

a) Cada transformador funciona en CA, porque la corriente alterna es lo que induce el campo magnético que es el principio de funcionamiento subyacente del dispositivo.

b) Un convertidor push-pull simplemente no es no DC en la etapa de conversión de voltaje, sino que un inversor y un rectificador son parte integral de él.

    
respondido por el Hanno Fietz

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