Convertidor de tensión de inserción
Una de las topologías más populares de convertidores de voltaje de conmutación es un convertidor push-pull o push-pull (literalmente, push-pull).
A diferencia de un convertidor flyback de un solo ciclo, la energía en el núcleo de la piscina no se almacena, ya que en este caso es el núcleo del transformador y no núcleo del acelerador, sirve aquí como conductor de un flujo magnético alterno generado a su vez por dos mitades del devanado primario.
A pesar de que se trata exactamente de un transformador de pulsos con una relación de transformación fija, la tensión de estabilización de la salida extraída aún se puede cambiar cambiando el ancho de los pulsos operativos (usando modulación de ancho de pulso).
Debido a su alta eficiencia (eficiencia de hasta el 95%) y la presencia de aislamiento galvánico de los circuitos primario y secundario, los convertidores de conmutación push-pull son ampliamente utilizados en estabilizadores e inversores con una potencia de 200 a 500 W (fuentes de alimentación, coche inversores, SAI, etc.)
La siguiente figura muestra un esquema general de un convertidor push-pull típico.Los devanados primario y secundario tienen derivaciones intermedias, de modo que en cada uno de los dos semiciclos de operación cuando solo uno de los transistores está activo, se encenderá su propia mitad del devanado primario y la mitad correspondiente del devanado secundario, donde el voltaje caerá a solo uno de los dos diodos.
El uso de un rectificador de onda completa con diodos Schottky a la salida de un convertidor push-down permite reducir las pérdidas activas y aumentar la eficiencia, ya que es económicamente más conveniente enrollar dos mitades del devanado secundario que absorber las pérdidas. (financiero y activo) con un puente de diodos de cuatro diodos.
Los interruptores en el lazo primario de un convertidor push-pull (MOSFET o IGBT) deben estar clasificados para voltaje de suministro doble para resistir la acción no solo de la fuente EMF, sino también la acción EMF adicional inducida durante la operación de cada uno.
Las características del dispositivo y el modo de operación del circuito push-pull se comparan favorablemente con un medio puente, directo e inverso. A diferencia de un medio puente, no es necesario desacoplar el circuito de control del interruptor del voltaje de entrada. El mecanismo convertidor funciona como dos convertidores pull-forward en un solo dispositivo.
Además, a diferencia del convertidor directo, el convertidor buck-pull-down no necesita una bobina limitadora porque uno de los diodos de salida continúa conduciendo corriente incluso con los transistores cerrados. Finalmente, a diferencia del convertidor inverso, el botón pulsador y el circuito magnético se usan con más moderación y la duración efectiva del pulso es más larga.
Los circuitos de control de corriente push-pull son cada vez más populares en las fuentes de alimentación integradas para dispositivos electrónicos. Con este enfoque, el problema de una mayor tensión en las teclas se elimina por completo. Se incluye una resistencia de derivación en el circuito de fuente común de los interruptores de los cuales se elimina el voltaje de retroalimentación para la protección de corriente. Cada ciclo de operación del interruptor tiene una duración limitada desde el momento en que la corriente alcanza el valor especificado. Bajo carga, el voltaje de salida generalmente está limitado por PWM.
En el diseño de un convertidor push-pull, se presta especial atención a la selección de interruptores para que la resistencia del canal abierto y la capacitancia de la puerta sean lo más bajas posible. Para controlar las puertas de los transistores de efecto de campo en un convertidor push-pull, los microcircuitos de controlador de puerta se utilizan con mayor frecuencia, que hacen frente fácilmente a su tarea incluso a frecuencias de cientos de kilohercios, características de las fuentes de alimentación pulsadas de cualquier topología.