Din nefericire prea multe articole tehnice sunt concentrate într-un aspect îngust a problemelor particulare, ignorand că problema este o parte dintr-o larga perspectivă. Este adevarat că, pentru a analiza un fenomen, un inginer, un cercetator, sau un doctor trebuie să rupă problema în părţi mai mici, pentru a fi mai uşor de folosit şi analizat. Dar ignorând tablourile mari aceasta induce în eroare cititorul.

Sunt mai multe articole privind topologia "Dublorului de Curent" si se descrie avantajele folosirii lui. Din nefericire, niciunul din ele (sau cel putin unele din acestea publicate în reviste de prestigiu, continuate, sau scrise de binecunoscuti proiectanti) nu ne spun întreaga poveste. Acest articol este o încercare de a da cititorului o imagine mult mai precisă în legatura cu ce se întamplă atunci când vă decideţi să folositi topologia "Dublorului de Curent" în loc de "Priză Mediană".

Noi vom considera pentru analiza noastră, sectiunea AC/DC a următoarelor surse de alimentare în comutaţie:

• Vin=407Vdc
• Vout=27.22Vdc
• Iout=90A
• (Pout=2.5kW)
• fsw=200kHz
• ( noi folosim o definitie a frecventei de comutaţie, frecventa "vazuta" de transformatorul putere/izolatie)
• Factorul de umplere=0.793

Vor fi considerate trei optiuni :

• "Priză mediană"
• "Dublor de Curent" împreuna cu valoarea inductanţei de ieşire ales să păstreze acelasi curent primar ca la "Priza Mediană"
• "Duplor de Curent 2", cu valoarea inductanţei de ieşire aleasă  de două ori mai mare ca cea utilizată în "Priză Mediană"

Urmăriţi un tabel care însumeaza rezultatele. Puteţi vedea deasemenea şi formele de undă corespunzătoare sau valorile calculate, apăsând pe parametrii care au hiperlink-uri.

Si acum comentarii:

Mit:" ... Parametrii în partea primară, inclusiv factorul de umplere este neschimbat ... Încărcarea diodei şi a condensatorului de ieşire sânt identice cu tehnica priză mediană ... "

Realitate :

• Parametrii identici în partea primară şi încărcarea IDENTICĂ a condensatoarelor de ieşire nu pot fii obţinute simultan. Din tabelul artat şi formele de undă prezentate mai sus devine clar ca aveti două optiuni majore (printre multe altele), dintre care puteti alege.
• O optiune majora poate fi conservarea, relativ la  "Priză mediană", aceeaşi parametri în partea primara (Curentul primar de vârf şi  RMS ). Pentru a obtine acest lucru, aveţi nevoie de o inductanţă de ieşire,fiecare dintre ele, o inductanta de 11 ori mai mare decât în cazul proiectului "Prizei mediane" ! Făcând acest lucru aveţi un beneficiu, capacitatea iesirii poate fi de 5 ori mai mica decât "Priză madiană", pentru acelaşi RIPLU AL TENSIUNII DE IESIRE.
• O a doua opţiune este aceea de a păstra acelaşi RIPLU AL TENSIUNI DE IEŞIRE..., folosind ACEEAŞI CAPACITATE DE IEŞIRE ca şi la  "Priza mediană". Acesta vă va permite sa folosiţi o valoare pentru inductanţele  de ieşire de doua ori din valoarea folosita de topologia Priză mediană, valoare care este sugerată în cele mai multe articole care descriu topologia Dublor de curent. Deasemenea, aceasta abordare va schimba drastic forma curentului primar în transformator de putere. In exemplul nostru, curentul ales se schimba cu aproape 50%. Cineva ar putea argumenta ca acest lucru nu este chiar aşa de rău. Este absolut adevărat, şi poate fii benefic folosind o tehnică de comutaţie uşoară.Totusi, acest fel de logica este fundamental defectă, nu putem compara un mărul cu un măr. Dacă decide-ţi că un curent de vârf mai mare în primare este acceptabil (sau de dorit), trebuie să mergeţi înapoi, să analizati deasemenea şi topologia cu Priză mediană cu un curent de riplu mai mare. Din acest motiv, noi consideram ca TREBUIE sa comparam topologia Priză mediană cu cea echivalentă a Dublorului de Curent având ACELAŞI curent primar.Altfel noi vom compara merele cu perele si nu merele cu merele.

Mit: "... dublorul de curent care lucrează sub aceleasi condiţii ca un redresor dublă alternanţă va reduce pierderile în cuprul secundarului transformatorului cu aproximativ 50%..." 

Realitate:

• In primul rand, pretenţia de 50% este pentru pierderile din secundar, nu pentru pierderile totale ale transformatorului. În exemplul nostru, dacă mentineti acelasi curent primar, pierderile în secundar vor descreste cu aproximativ 35%. Dacă doriti să folositi inductanţe  de ieşire de două ori valoarea din configuraţia cu Priză mediană, pierderile din secundar vor descreşte cu doar 26%, in timp ce pierderile din primar vor CREŞTE cu 14%! Acest lucru se întamplă deoarece, nu se păstrază aceiaş formă de undă ,valoare eficace (rms) a curentului primar şi secundar va creste.
• In al doilea rând, TOTALUL PIERDERILOR MAGNETICE pot creşte când schimbaţi topologia etajului de ieşire Priză mediană în Dublor de curent. În exemplul nostru, pierderile magnetice cresc cu 27%, sau 31.6% daca nu utiliza-ţi un circuit echivalent corect pentru Dublorul de curent.
• In opinia noastra personala, pierderile în cuprul secundar poate fi realistic redus cu aproximati 35%, daca ve-ţi folosi un "proiect optim", folosind metodologii ca şi cele descrise în articole scrise de Dowell, Jongsma, Carsten, etc. Această reducere a pierderilor din secundar va duce la o reducere totală a pierderilor de putere în transformator 25%. Acest lucru poate insemna MULT, sau NIMIC, in functie de aplicatie!!!

Alte Studii:

• În primul rand, am comparat cele două topologii folosind un exemplu, deoarece a fost mai uşor să vedem avantajele şi dezavantajele comparate cu aproximarea teoretică. Noi nu am desfasurat o cercetare specifica generalizand formule care să compare topologiile. Cu toate astea, credem că nu greşim că am ajuns la concluziile de mai sus bazandu-ne pe exemple particulare. Rezultate simulare au fost obţinute pentru  surse de alimentare cu puteri 500W la 10KW, si voltaj de iesire de 3,3V, 5V, 12V, 24/27V, 48/54V.
• Intr-un articol am găsit următoarea declaraţie:"...Etajul de ieşire Dublor de curent trebuie să aibă de doua ori numarul de spire în secundar faţă de redresorul dublă alternanţă, dar numai o înfăsurare este necesară". Sa nu ne jucăm cu vorbele. Un transformator cu redresor dublor de curent are ACELEAS număr total de spire în secundar ca şi echivalentul său ce priză mediană.
• Piererile în miez, în inductanţa de ieşire incorect scalată la de două ori valoarea pentru priză mediană, este mult mai mare, si poate să necesite utilizarea numai a feritei.
• Dacă proiectaţi corect topologia cu Dublor de curent ca acesta să păstreze acelaşi curent în partea primară, ve-ţi avea o inductanţă de ieşire cu mult mai mare comparată cu priza mediană.Totusi, capacitatea ceruta pentru acelaş riplu de ieşire va fii considerabil mai mică. Rezultatul va fii acela că energia stocată în etajul de ieşire este simţitor mai mică, deoarece, uzual, marea majoritate a energiei este stocată în condensatorii de iesire şi nu în inductanţa de ieşire.
• Bucla de reacţie de tensiune a etajului de ieşire este diferită în cazul prizei mediane decât in cazul dublorului de curent, şi reţeaua de compensare va fi schimbată.
• Pentru ca topologia dublor de curent sa funcţioneze corect, curentii din cele două inductanţe de ieşire trebuie să fie echilibrati. Pentru ca ei să fie echilibraţi, nu puteţi folosi o buclă de control de tensiune sau curent pentru etajul de ieşire. TREBUIE să alegeţi o buclă de control de curent de vîrf sau o metodă similară pentrua forţa curenţi medii egali prin cele două inductanţe de ieşire.
• Câteva dintre avantejele dublorului de curent: o mai mica pierdere de putere în transformator, o structura mecanica mai simpla pentru transformatorul de iesire, o mai joasa capacitate cerută pentru acelaşi riplu al tensiunii de ieşire.
• Atunci când dublorul de curent va fii considerat ca o alternativă la priza mediană: curenţi de ieşire peste 100A pentru răcire forţată, şi peste 25 A pentru răcire prin convecţie maturală. Pentru curent mai jos de 100A în unităţi răcite forţat sau mai jos de 25A pentru unitati răcite prin convecţie naturală, noi considerăm că topologia priză mediană este încă o alternativă mai bună.
• Sa nu ne grăbim cu concluziile cum ar fi care topologie este mai buna doar după ce am citit articolele tehnice. Folositi gandirea proprie pentru aplicaţiile particulare, considerând: păstrand aceiaş curenţi în partea primară, calculând TOATE pierderile în TOATE componentele magnetice, calculand TOATE costurile (materiale şi laborator),etc.

Notă: Pentru informatii privind formulele şi fişierele SPice de simulare folositi urmatorul articol, apasand pe: SMPS fişier de proiectare şi SimulareSMPS PSpice .

Topologia Dublorului de curent, înainte de articole:

• 1930 - 1940 ? Topologii folosind tuburi electronice.
• 1987 July 22, Denmark patent DK1987000003826, Ole S. Seiersen.
• 1988 July 21, US patent filed, Ole S. Seiersen.
• 1990 Feb 6, US patent 4,899,271, Ole S. Seiersen.
• 1991 Jun, HFPC Proceedings, " Un nou şi eficient circuit de redresare de înaltă frecvenţă" de C. Peng, M. Hannigan şi O. Seiersen. Numele topologiei: "Hybridge".
• 1991 Jun, HFPC Proceedings, "O configuraţie nouă de redresor de ieşire optimizată pentru operarea la înaltă frecvenţă" de Kevan O'Meara. Topologie nu este explicit numită "Dublor de curent", dar este subliniat explicit "... proprietarea dublării curentului de ieşire ...".
• 1994 Dec, Unitrode Nota de proiectare DN-63, "Redresor dublor de curent: O alternativă de tehnică de redresare pentru convertoare Push-Pull şî punte", de Laszlo Balogh.

Proprietate intelectuală SMPS  

Acest articol conţine informatii pentru care SMPS Power Supplies cât şi partenerii lor pot avea pretenţii de Copyright şi/sau drepturi de autor şi pot fi subiectul unei aplicaţii patentate. Deasemenea SMPS Power Supplies şi partenerii lor pot avea pretenţie la statutul de "Primul publicat" relativ la  ideile publicate în acest articol. Părţi rezonabile din acest articol pot fi interogate de oricare a treia parte, fara sa ne contacteze pe noi, presupunand ca daca sursa este clar definita atunci si .... totalitatea articolelor sunt incluse. Daca doriti sa luati informatii incorporate in acest articol impreuna cu un produs comercial, trebuie sa ne cereti permisiunea.

   This article contains information for which SMPS Power Supplies and its partners may claim Copyright and/or Trademark rights and may be subject of a Patent application. Also SMPS Power Supplies and its partners may claim the status of "First to be published", relative to ideas published in this article. Reasonable parts of this article may be quoted by any third parties, without contacting us, assuming that the source is clearly identified and a link to the full article is included. If you wish to incorporate information from this article within a commercial product, you should contact us for permission.

• Prima revizuire: 14 Feb 1998
• Prima publicare pe Web: 17 Feb 2000
• Ultima revizuire : 28 Aug 2002