プッシュプルスイッチング電源の動作原理
動作原理
整流出力プッシュプルトランススイッチング電源は、2本のスイッチ管が交互に動作するため、2台のスイッチング電源が同時に電力を出力するのと同等となり、その出力電力は1台のスイッチング電源の約2倍となります。 したがって、プッシュプルトランススイッチング電源は高出力であり、作業効率が高い。 ブリッジ整流または全波整流の後は、小さなフィルタリング インダクタンスとコンデンサのみが必要で、出力電圧リップルは非常に小さくなります。
プッシュプル回路では、2 つのスイッチ S1 と S2 が交互に接続され、巻線 N1 と N'1 の両端に逆相の交流電圧が形成されます。 デューティ サイクルを変更すると、出力電圧が変化する可能性があります。 S1がオンのとき、ダイオードVD1がオン状態となり、インダクタLの電流が徐々に増加します。 S2がオンのとき、ダイオードVD2がオン状態となり、インダクタLの電流が徐々に増加します。 両方のスイッチがオフになると、VD1 と VD2 は両方ともオンになり、電流の半分が共有されます。 オフ状態で S1 と S2 が耐えるピーク電圧は Ui の 2 倍です。 S1 と S2 は同時に導通します。これは、トランスの一次巻線の短絡と等価です。 したがって、両方のスイッチが同時に導通するのは避けるべきです。 各スイッチのデューティ サイクルは 50% を超えてはならず、デッド ゾーンが残されている必要があります。
プッシュプルトランススイッチング電源の 2 つの制御スイッチ K1 と K2 が交互に動作するため、その出力電圧波形は非常に対称的であり、スイッチング電源は動作サイクル全体を通じて負荷に電力出力を供給します。 このため、出力電流の瞬時応答速度が非常に速く、電圧出力特性も非常に良好です。 プッシュプルトランススイッチング電源は、すべてのスイッチング電源の中で最も電圧利用率の高いスイッチング電源です。 入力電圧が非常に低い場合でも、大きな電力出力を維持できます。 したがって、プッシュプルトランススイッチング電源は、低入力電圧のDC/ACインバータやDC/DCコンバータ回路に広く使用されています。
ブリッジ整流または全波整流後のプッシュプルスイッチング電源の出力電圧の電圧リップル係数Svおよび電流リップル係数Siは非常に小さくなります。 非常に小さな電圧リップルと電流リップルの出力電圧を得るには、小さな値のエネルギー蓄積フィルタ・コンデンサまたはエネルギー蓄積フィルタ・インダクタのみが必要です。 したがって、プッシュプル型スイッチング電源は、出力電圧特性に優れたスイッチング電源です。
さらに、プッシュプルスイッチング電源のトランスは双極着磁に属し、磁気誘導範囲が単極着磁の2倍以上であり、トランスコアにエアギャップを残す必要がありません。 したがって、プッシュプル スイッチング電源トランス コアの透磁率は、単極着磁の順方向または逆方向スイッチング電源トランス コアの透磁率よりも何倍も高くなります。 このようにして、プッシュプル スイッチング電源トランスの一次巻線と二次巻線のコイルの巻数は、ユニポーラ着磁トランスの 2 倍以上にすることができます。 したがって、プッシュプルスイッチング電源トランスの漏れインダクタンスと銅抵抗損失は、ユニポーラ着磁トランスに比べて非常に小さく、スイッチング電源の動作効率は非常に高くなります。
プッシュプルスイッチ変換回路では、エネルギー変換は2つのトランジスタによって交互に制御されます。 同じ電力を出力する場合、シングルエンドのスイッチ電源トランジスタに比べて電流が半分で済むため、スイッチ損失が低減し、効率が向上します。
