ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบพุชอิน

หนึ่งในโทโพโลยีที่นิยมมากที่สุดของตัวแปลงแรงดันไฟสลับคือตัวแปลงแบบพุชพูลหรือพุชพูล (ตามตัวอักษร พุชพูล)

ซึ่งแตกต่างจากตัวแปลงฟลายแบ็ครอบเดียว พลังงานในแกนพูล-พูลจะไม่ถูกเก็บไว้ เนื่องจากในกรณีนี้จะเป็นแกนหลักของหม้อแปลง ไม่ใช่ แกนคันเร่งที่นี่ทำหน้าที่เป็นตัวนำสำหรับฟลักซ์แม่เหล็กสลับที่สร้างขึ้นโดยสองส่วนของขดลวดปฐมภูมิ

แม้จะมีข้อเท็จจริงที่ว่านี่คือหม้อแปลงพัลส์ที่มีอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงคงที่ แต่แรงดันไฟฟ้าที่เสถียรของเอาต์พุตแบบดึงขึ้นยังคงสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเปลี่ยนความกว้างของพัลส์การทำงาน (โดยใช้ การปรับความกว้างของพัลส์).

เนื่องจากประสิทธิภาพสูง (ประสิทธิภาพสูงถึง 95%) และการแยกกระแสไฟฟ้าของวงจรหลักและวงจรทุติยภูมิ ตัวแปลงสวิตชิ่งแบบกดดึงจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องปรับเสถียรภาพและอินเวอร์เตอร์ที่มีกำลังไฟ 200 ถึง 500 W (แหล่งจ่ายไฟ รถยนต์ อินเวอร์เตอร์ UPS เป็นต้น)

ภาพด้านล่างแสดงแผนผังทั่วไปของตัวแปลงพุชพูลทั่วไปขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิมีก๊อกกลาง ดังนั้นในแต่ละครึ่งวงจรการทำงานเมื่อทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียวทำงานอยู่ ครึ่งหนึ่งของขดลวดปฐมภูมิและครึ่งหนึ่งของขดลวดทุติยภูมิที่สอดคล้องกันจะเปิดขึ้น โดยที่ แรงดันไฟจะตกไปที่ไดโอดตัวใดตัวหนึ่งจากสองตัวเท่านั้น

การใช้วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นกับไดโอด Schottky ที่เอาต์พุตของตัวแปลงแบบกดลงทำให้สามารถลดการสูญเสียที่ใช้งานอยู่และเพิ่มประสิทธิภาพได้ เนื่องจากเป็นการประหยัดที่จะไขลานสองครึ่งหนึ่งของขดลวดทุติยภูมิมากกว่าที่จะดูดซับการสูญเสีย (การเงินและการใช้งาน) ด้วยไดโอดบริดจ์สี่ไดโอด

สวิตช์ในลูปหลักของตัวแปลงพุชพูล (MOSFET หรือ IGBT) จะต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าสองเท่าเพื่อให้ทนต่อการทำงานของ EMF แหล่งที่มาไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการทำงานของ EMF เพิ่มเติมที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของกันและกันด้วย

ลักษณะอุปกรณ์และโหมดการทำงานของวงจรพุชพูลเปรียบเทียบได้ดีกับฮาล์ฟบริดจ์ เดินหน้าและถอยหลัง ไม่เหมือนกับฮาล์ฟบริดจ์ ไม่จำเป็นต้องแยกวงจรควบคุมสวิตช์ออกจากแรงดันไฟเข้า กลไกตัวแปลงทำงานเป็นตัวแปลงแบบดึงไปข้างหน้าสองตัวในอุปกรณ์เดียว

นอกจากนี้ ไม่เหมือนกับตัวแปลงไปข้างหน้า ตัวแปลงแบบดึงลงแบบบั๊กไม่จำเป็นต้องใช้ขดลวดจำกัด เนื่องจากไดโอดเอาต์พุตตัวใดตัวหนึ่งยังคงนำกระแสไฟฟ้าต่อไปแม้ว่าทรานซิสเตอร์จะปิดอยู่ก็ตาม สุดท้าย ปุ่มกดและวงจรแม่เหล็กไม่เหมือนกับตัวแปลงผกผันตรงที่มีการใช้เท่าที่จำเป็นมากกว่า และระยะเวลาของพัลส์ที่มีประสิทธิภาพจะยาวกว่า

วงจรควบคุมกระแสแบบผลัก-ดึงกำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นในอุปกรณ์จ่ายไฟแบบฝังสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ด้วยวิธีการนี้ ปัญหาของความเครียดที่เพิ่มขึ้นบนปุ่มจะหมดไปโดยสิ้นเชิง ตัวต้านทานแบบแบ่งจะรวมอยู่ในวงจรแหล่งร่วมของสวิตช์ซึ่งแรงดันป้อนกลับจะถูกเอาออกเพื่อป้องกันกระแส รอบการทำงานของสวิตช์แต่ละรอบจะถูกจำกัดในระยะเวลาตั้งแต่วินาทีที่กระแสถึงค่าที่ระบุ ภายใต้โหลด แรงดันขาออกมักจะถูกจำกัดโดย PWM

ในการออกแบบคอนเวอร์เตอร์แบบพุช-พูลนั้น ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการเลือกสวิตช์เพื่อให้ค่าความต้านทานช่องเปิดและความจุเกทต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในการควบคุมเกทของทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์ในตัวแปลงแบบพุชพูล ไมโครเซอร์กิตไดรเวอร์เกทมักใช้บ่อยที่สุด ซึ่งรับมือกับงานได้อย่างง่ายดายแม้ในความถี่หลายร้อยกิโลเฮิรตซ์ ซึ่งเป็นลักษณะของแหล่งจ่ายไฟแบบพัลส์ของโทโพโลยีใดๆ