Sursa forward randament versus factor de umplere si inductor de iesire

[cavit]

Sursa forward e cea mai intalinita la electronica pentru sistemele fotovoltaice, sursa forward si sursa buck pot functiona si in bucla deschisa, celelelte nu.

Desi am vazut multe articole despre surse rezonante, nu am intalnit in practica.

Sursa forward se poate realiza si in versiunea izolata galvanic, aspect cautat in cazul sistemelor fotovoltaice.

 

Deorece pentru o casa obisnuita sunt necesari cativa kw, e important randamentul acestor surse.

 

Din experienta practica randamentul cel mai mare se obtine in regim de unda continua adica factor de umplere apropiat de 50%, in cazul utilitazarii mosfet-urilor si diodelor cu carbura de siliciu dead time poate fi mic sub 200 ns, factorul de umplere fiind foarte apropiat de 50 %, in acest regim stressul asupra componentelor este minim.

In regim de unda continua inductorul de la iesire poate lipsi, insa un mic inductor poate reduce pierderile in tranzistori, dar mareste stressul de tensiune pe tranzistori deorece favorizeaza ringingul.

problema stessului de tensiune depinde de topologia circuitului, la push-pull pune probleme, la punte si semipunte excursia tensiunii e limitata la tensiunea de alimentare.

 

Neajunsul functinarii in regim de unda continua sau apropiat de acesta este lipsa  sau limilitarea controlului tensiunii la iesire, dar in se poate controla cu ajutorul unui convertor buck sau boost, exista relativ multe articole despre aceasta solutie in doua trepte, aceasta pastreaza un randament rezonabil in toata plaja de fuctionare.

 

Solutia in doua trepte este buna pentru constructiile DIY pentru care nu se fac cheltuieli cu analiza regimului de functionare, ea este foarte putin senzitiva la diversele variabile.

In regim PWM sursa forward are nevoie de inductor la iesire, dar randamentul scade odata cu reducerea factorului de umplere, iar stresul asupra componentelor creste, in regim optim inductorul trebuie sa se descarce complet pe durata unui ciclu, dar fara timpi morti, in practica insa regimul de design este rar obtinut, solutia in doua trepte e mai flexibila, chiar daca randamentul maxim in sweet spot este ceva mai mic.

 

In regim DIY simplitatea e prima conditie, topologia push-pull e cea mai  simpla, o punte nu presupune doar 4 tranzistoare si drivere pentru ele, dar si alimentari izolate pentru acestea, fapt ce complica mult circuitul, insa topologia push pull functioneaza bine doar in regim de unda continua in regim pwm varfurile de tensiune pun probleme, rezolvarea este tot complicarea circuitului.

 

Practic doua solutii sunt functionale fara dureri de cap: push pull unda continua + buck ori boost, sau punte pwm.