Con referencia al siguiente diagrama:
Un pulso enciende el transistor. Mientras el transistor está encendido, la corriente fluye desde Vcc a tierra a través de la bobina del inductor, magnetizando el núcleo. Cuando el transistor se apaga, el campo magnético en el núcleo se colapsa y, al hacerlo, intenta mantener la corriente de la bobina. Al no poder hacerlo porque el transistor está apagado, aumenta y sube el voltaje hasta que fluye algo de corriente, porque la energía almacenada en el núcleo debe descargarse de manera absolutamente positiva. Entonces, si proporcionamos un diodo conveniente como se muestra, la energía del núcleo genera cualquier voltaje que necesite para pasar a través del diodo al condensador. El resultado es que el capacitor se carga en una serie de pasos, ya que una cantidad de energía igual a [matemática] 1/2 LI ^ 2 [/ matemática] se convierte en una energía equivalente de [matemática] 1/2 CV ^ 2 [ / matemáticas] cada pulso.
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Es necesario que exista algún mecanismo para detener el pulso del transistor cuando el capacitor alcanza el voltaje deseado, ya que de lo contrario seguirá subiendo la escalera de voltaje hasta que algo se rompa.
Lo dibujé aquí con un inductor de devanado único, pero un convertidor acoplado por transformador funciona exactamente de la misma manera. A la energía magnética en el núcleo no le importa qué devanado se la lleve, siempre que uno de ellos lo haga.
como comentó Tran Tuyen, ese es un convertidor de impulso, y hasta ayer pensé que eso era lo que significaba “convertidor directo”. Ooops Vamos a intentarlo otra vez.
En la figura, Q1 se enciende y una corriente comienza a aumentar exponencialmente a través del primario. Esto es aproximadamente una línea recta, un triángulo de aleta de tiburón. A medida que aumenta, induce una corriente en el secundario proporcional a la tasa de cambio de la corriente en el primario. Si la tasa de cambio es un triángulo lineal, la corriente secundaria es un pulso rectangular. El voltaje inducido en el secundario es proporcional al voltaje en el primario multiplicado por la relación de vueltas.
El transistor se apaga cuando el núcleo se satura, lo cual se logra al conducirlo desde un tercer devanado (no se muestra). Cuando el núcleo se satura, la corriente del variador cesa, por lo que el transistor se apaga. Observe que la corriente en el secundario está en la dirección opuesta a la corriente en el primario, por lo que se cancela en cierta medida y el núcleo puede ser mucho más pequeño que para un convertidor directo de la misma potencia. Si no se extrae corriente del secundario, el núcleo se satura muy rápidamente y el pulso es corto. Si hay mucha corriente extraída del secundario, el efecto de “bucking” retrasa la saturación, por lo que el pulso es más largo, entregando más potencia.
Cuando el transistor se apaga, queda una cierta cantidad de energía en el núcleo que debe descargarse, por lo que debe haber un método para descargarlo que no implique descomponer el transistor. Hay varias formas ingeniosas de devolver esto al condensador de entrada para mejorar la eficiencia. Además, el período de “apagado” debe ser lo suficientemente largo como para que se descargue toda la energía magnética, de lo contrario, el núcleo se “carga” magnéticamente hasta que alcance la saturación completa demasiado rápido. Esta necesidad de volcado lo hace algo menos eficiente que un convertidor buck o boost, y significa que su eficiencia aumenta cuanto más se acerca a la potencia máxima.
