ফরোয়ার্ড কনভার্টার ট্রান্সফরমার: সুইচ চালু থাকার সময় যে শক্তি প্রবাহিত হয়

ভূমিকা — এটা কি এবং এটা কি জন্য

কল্পনা করুন যে একটি বালতি ব্রিগেড কলটি চলমান অবস্থায় হাতে-কলমে পানি দিয়ে যাচ্ছে। ফরোয়ার্ড কনভার্টার ট্রান্সফরমার হল "হাত জোড়া" যা ইনপুট থেকে সরাসরি আউটপুটে শক্তি নিয়ে যায় যখন প্রধান সুইচ চালু থাকে । এটি প্রায় 100 ওয়াট থেকে কয়েকশ-ওয়াট পরিসরে বিচ্ছিন্ন ডিসি-ডিসি পাওয়ার সাপ্লাইগুলির শান্ত ওয়ার্কহরস — শিল্প মডিউল, টেলিকম "ইট" সরবরাহ এবং সার্ভার পাওয়ার স্টেজ। একটি ফোন চার্জারে ফ্লাইব্যাক ট্রান্সফরমারের বিপরীতে, এটি তার চৌম্বকীয় কোরে শক্তি সঞ্চয় করে না; এটি সহজভাবে ভোল্টেজকে স্কেল করে এবং গ্যালভানিক বিচ্ছিন্নতা প্রদান করে, একটি পৃথক আউটপুট ইন্ডাক্টরের কাছে মসৃণ করার কাজটি হস্তান্তর করে।

নীতি এবং প্রকার

একটি ফরোয়ার্ড কনভার্টার মূলত, একটি বিচ্ছিন্ন বক কনভার্টার । যখন প্রাথমিক MOSFET চালু হয়, ইনপুট ভোল্টেজ প্রাথমিক ওয়াইন্ডিং জুড়ে প্রদর্শিত হয় এবং রিয়েল টাইমে সেকেন্ডারিতে রূপান্তরিত হয়; সেকেন্ডারি রেকটিফায়ার লোড এবং একটি আউটপুট ফিল্টার ইন্ডাক্টরে বর্তমান ফিড করে। যে কারণে আউটপুট কারেন্ট মসৃণ থাকে এবং লহর কম থাকে।

ক্যাচ হল মূলের চুম্বকীয় শক্তি। কোরটি শুধুমাত্র একটি দিকে (ইউনিপোলার) চালিত হয়, তাই প্রতিটি চক্রে চুম্বকীয় শক্তি অপসারণ না করা হলে, ফ্লাক্সটি চক্র দ্বারা "ওয়াক আপ" হয় এবং কোরটি পরিপূর্ণ হয় — সাধারণত কয়েকটি চক্রের মধ্যে সুইচটি ধ্বংস করে (স্কাইওয়ার্কস AN1348; মাইক্রোচিপ SMPS টপোলজিস)। এটি কোর রিসেট বাধ্যতামূলক করে তোলে।

তিনটি রিসেট স্কিম সাধারণ:

রিসেট উইন্ডিং (টারশিয়ারি): একটি অতিরিক্ত উইন্ডিং, সাধারণত প্রাথমিক হিসাবে একই টার্ন গণনা, একটি ডায়োডের মাধ্যমে ইনপুটে ম্যাগনেটাইজিং কারেন্ট ফেরত দেয়। ভোল্ট-সেকেন্ড ব্যালেন্স ফোর্স রিসেট টাইম = অন-টাইম, তাই সর্বোচ্চ শুল্ক চক্র 50% (ব্যবহারিক ডিজাইন প্রায় 45% ব্যবহার করে)।

RCD ক্ল্যাম্প : সহজ, কিন্তু একটি প্রতিরোধকের মধ্যে শক্তি নষ্ট করে।

সক্রিয় ক্ল্যাম্প : শক্তিকে পুনর্ব্যবহার করে এবং শূন্য-ভোল্টেজ স্যুইচিং সক্ষম করে — সর্বোচ্চ-দক্ষতার বিকল্প।

একটি জনপ্রিয় বৈকল্পিক হল টু-সুইচ ফরোয়ার্ড : দুটি MOSFET এবং দুটি ক্ল্যাম্প ডায়োড স্বয়ংক্রিয়ভাবে চৌম্বকীয় শক্তি ফিরিয়ে দেয়, ইনপুটে সুইচ ভোল্টেজকে ক্ল্যাম্প করে এবং কোনো রিসেট উইন্ডিং (মাইক্রোচিপ; ইলেকট্রনিক্সগাইড) প্রয়োজন হয় না।

অ্যাপ্লিকেশন উদাহরণ

একটি 120 W, 48 V টেলিকম সাপ্লাই বিবেচনা করুন একটি 36-72 V ইনপুট বাস থেকে। ট্রান্সফরমারটি ভোল্টেজকে নিচে নামিয়ে 48 V রেলকে বিচ্ছিন্ন করে। আউটপুট মোটামুটি VOUT ≈ VIN × D × (NS/NP) মেনে চলে; কম ইনপুট এ কন্ট্রোলার ডিউটি ​​সাইকেল ডি এর দিকে বাড়ায়, কিন্তু কখনই অতীত হয় না, কোর রিসেট নিরাপদ রাখতে 50%। ফরোয়ার্ড এখানে ফ্লাইব্যাকের উপর বাছাই করা হয়েছে কারণ ক্রমাগত ইনডাক্টর কারেন্ট কম আউটপুট রিপল দেয় এবং সেকেন্ডারি আরএমএস কারেন্ট — তাই কপার লস — কম; 85-95% দক্ষতা সাধারণ (পাওয়ার ইলেকট্রনিক টিপস; হ্যাকাট্রনিক)।

সাধারণ ভুল ধারণা এবং মজার ঘটনা

ভুল ধারণা: "একটি ফরোয়ার্ড এবং একটি ফ্লাইব্যাক ট্রান্সফরমার একই ছোট ট্রান্সফরমার - শুধু তাদের অদলবদল করুন।" ভুল. একটি ফ্লাইব্যাক ট্রান্সফরমার আসলেই একটি এয়ার-গ্যাপড কোর সহ একটি সংযুক্ত ইন্ডাক্টর যা শক্তি সঞ্চয় করে; একটি ফরোয়ার্ড ট্রান্সফরমার হল একটি সত্যিকারের ট্রান্সফরমার যার একটি উচ্চ-ব্যপ্তিযোগ্যতা, অবিচ্ছিন্ন কোর যা শক্তি সঞ্চয় করবে না। একটি ফ্লাইব্যাক অংশ একটি ফরোয়ার্ড সার্কিটে ফেলে দিন এবং এটি পরিপূর্ণ হবে।

মজার ঘটনা: যেহেতু একক-সুইচ ফরোয়ার্ডের MOSFET রিসেট করার সময় অবশ্যই 2 × VIN অবরুদ্ধ করতে হবে, ডিজাইনাররা প্রায়শই টু-সুইচ ফরোয়ার্ডকে পছন্দ করেন — এর ডায়োডগুলি শুধুমাত্র ভিআইএন-এ স্ট্রেস ক্ল্যাম্প করে, যা 220 V মেইনগুলিতে (অন সেমিকন্ডাক্টর) সস্তা, দ্রুত 400-500 V ডিভাইসের অনুমতি দেয়।