Convertitore di tensione push-in
Una delle topologie più popolari di convertitori di tensione a commutazione è un convertitore push-pull o push-pull (letteralmente, push-pull).
A differenza di un convertitore flyback a ciclo singolo, l'energia nel nucleo pool-pool non viene immagazzinata, poiché in questo caso è il nucleo del trasformatore e non nucleo dell'acceleratore, funge qui da conduttore per un flusso magnetico alternato generato a sua volta da due metà dell'avvolgimento primario.
Nonostante si tratti esattamente di un trasformatore di impulsi con un rapporto di trasformazione fisso, la tensione di stabilizzazione dell'uscita sollevata può ancora essere modificata modificando l'ampiezza degli impulsi operativi (utilizzando modulazione di larghezza di impulso).
Grazie alla loro elevata efficienza (efficienza fino al 95%) e alla presenza dell'isolamento galvanico dei circuiti primario e secondario, i convertitori di commutazione push-pull sono ampiamente utilizzati negli stabilizzatori e negli inverter con una potenza da 200 a 500 W (alimentatori, auto inverter, UPS, ecc. .)
La figura seguente mostra uno schema generale di un tipico convertitore push-pull.Gli avvolgimenti primario e secondario hanno prese intermedie, in modo che in ciascuno dei due semicicli di funzionamento quando è attivo solo uno dei transistor, la sua metà dell'avvolgimento primario e la corrispondente metà dell'avvolgimento secondario saranno accese, dove la tensione scenderà a uno solo dei due diodi.
L'uso di un raddrizzatore a onda intera con diodi Schottky all'uscita di un convertitore push-down consente di ridurre le perdite attive e aumentare l'efficienza, poiché è economicamente più conveniente avvolgere due metà dell'avvolgimento secondario piuttosto che assorbire le perdite ( finanziario e attivo ) con un ponte a diodi di quattro diodi.
Gli interruttori nell'anello primario di un convertitore push-pull (MOSFET o IGBT) devono essere classificati per una doppia tensione di alimentazione per resistere all'azione non solo dell'EMF sorgente, ma anche dell'azione EMF aggiuntiva indotta durante il funzionamento l'uno dell'altro.
Le caratteristiche del dispositivo e la modalità di funzionamento del circuito push-pull si confrontano favorevolmente con un semiponte, avanti e indietro. A differenza di un mezzo ponte, non è necessario disaccoppiare il circuito di controllo dell'interruttore dalla tensione di ingresso. Il meccanismo del convertitore funziona come due convertitori pull-forward in un unico dispositivo.
Inoltre, a differenza di quello diretto, il convertitore buck-pull-down non ha bisogno di una bobina di limitazione perché uno dei diodi di uscita continua a condurre corrente anche con i transistor chiusi. Infine, a differenza del convertitore inverso, il pulsante e il circuito magnetico vengono utilizzati con maggiore parsimonia e la durata effettiva dell'impulso è più lunga.
I circuiti di controllo della corrente push-pull stanno diventando sempre più popolari negli alimentatori integrati per dispositivi elettronici. Con questo approccio, il problema dell'aumento dello stress sui tasti viene completamente eliminato. Un resistore di shunt è incluso nel circuito sorgente comune degli interruttori da cui viene rimossa la tensione di retroazione per la protezione della corrente. Ciascun ciclo di funzionamento dell'interruttore ha una durata limitata dal momento in cui la corrente raggiunge il valore specificato. Sotto carico, la tensione di uscita è solitamente limitata da PWM.
Nella progettazione di un convertitore push-pull, viene prestata particolare attenzione alla selezione degli interruttori in modo che la resistenza del canale aperto e la capacità di gate siano le più basse possibili. Per controllare i gate dei transistor ad effetto di campo in un convertitore push-pull, vengono spesso utilizzati microcircuiti gate driver, che affrontano facilmente il loro compito anche a frequenze di centinaia di kilohertz, caratteristiche degli alimentatori a impulsi di qualsiasi topologia.