Funktionsprinzip des Push-Pull-Schaltnetzteils
Das Gleichrichterausgangs-Push-Pull-Transformator-Schaltnetzteil entspricht aufgrund des abwechselnden Betriebs von zwei Schaltröhren zwei Schaltnetzteilen, die gleichzeitig Leistung ausgeben, und seine Ausgangsleistung beträgt ungefähr das Doppelte der Ausgangsleistung eines einzelnen Schaltnetzteils. Daher weist das Push-Pull-Transformator-Schaltnetzteil eine hohe Ausgangsleistung und Arbeitseffizienz auf. Nach der Brückengleichrichtung oder Vollwellengleichrichtung sind nur eine kleine Filterinduktivität und ein kleiner Kondensator erforderlich, und die Welligkeit der Ausgangsspannung kann sehr gering sein.
In der Gegentaktschaltung sind zwei Schalter S1 und S2 abwechselnd verbunden, wodurch an beiden Enden der Wicklungen N1 und N'1 gegenphasige Wechselspannungen entstehen. Durch Ändern des Arbeitszyklus kann sich die Ausgangsspannung ändern. Wenn S1 eingeschaltet ist, ist die Diode VD1 eingeschaltet und der Strom der Induktivität L steigt allmählich an. Wenn S2 eingeschaltet ist, ist die Diode VD2 eingeschaltet und der Strom der Induktivität L steigt allmählich an. Wenn beide Schalter ausgeschaltet sind, sind VD1 und VD2 beide eingeschaltet und teilen sich die Hälfte des Stroms. Die von S1 und S2 im ausgeschalteten Zustand ausgehaltene Spitzenspannung beträgt das Doppelte von Ui. S1 und S2 leiten gleichzeitig, was einem Kurzschluss in der Primärwicklung des Transformators gleichkommt. Daher sollte vermieden werden, dass beide Schalter gleichzeitig leiten. Der Arbeitszyklus jedes Schalters sollte 50 Prozent nicht überschreiten und es sollte eine Totzone verbleiben.
Durch den abwechselnden Betrieb der beiden Steuerschalter K1 und K2 im Gegentakt-Transformator-Schaltnetzteil ist dessen Ausgangsspannungsverlauf sehr symmetrisch und das Schaltnetzteil liefert während des gesamten Arbeitszyklus Strom an die Last. Daher ist die sofortige Reaktionsgeschwindigkeit des Ausgangsstroms sehr hoch und die Spannungsausgangseigenschaften sind sehr gut. Das Push-Pull-Transformator-Schaltnetzteil ist das Schaltnetzteil mit der höchsten Spannungsausnutzung unter allen Schaltnetzteilen. Es kann eine hohe Ausgangsleistung aufrechterhalten, selbst wenn die Eingangsspannung sehr niedrig ist. Daher werden Push-Pull-Transformator-Schaltnetzteile häufig in DC/AC-Wechselrichtern oder DC/DC-Wandlerschaltungen mit niedriger Eingangsspannung verwendet.
Nach der Brückengleichrichtung oder Vollweggleichrichtung sind der Spannungswelligkeitskoeffizient Sv und der Stromwelligkeitskoeffizient Si der Ausgangsspannung des Gegentakt-Schaltnetzteils sehr klein. Um eine Ausgangsspannung mit sehr geringer Spannungs- und Stromwelligkeit zu erhalten, ist nur ein kleiner Wert des Energiespeicher-Filterkondensators oder der Energiespeicher-Filterinduktivität erforderlich. Daher ist das Push-Pull-Schaltnetzteil ein Schaltnetzteil mit hervorragenden Ausgangsspannungseigenschaften.
Darüber hinaus gehört der Transformator des Push-Pull-Schaltnetzteils zur bipolaren magnetischen Polarisation, mit einem magnetischen Induktionsbereich, der mehr als doppelt so groß ist wie der der unipolaren magnetischen Polarisation, und der Transformatorkern muss keinen Luftspalt hinterlassen. Daher ist die magnetische Permeabilität des Gegentakt-Schaltnetzteiltransformatorkerns um ein Vielfaches höher als die des Vorwärts- oder Rückwärtsschaltnetzteiltransformatorkerns mit unipolarer magnetischer Polarisation; Auf diese Weise kann die Anzahl der Spulenwindungen in der Primär- und Sekundärwicklung eines Gegentakt-Leistungstransformators mehr als doppelt so hoch sein wie die eines unipolaren magnetischen Polarisationstransformators. Daher sind die Streuinduktivitäts- und Kupferwiderstandsverluste von Push-Pull-Schaltnetztransformatoren viel kleiner als die von unipolaren magnetischen Polarisationstransformatoren, und die Arbeitseffizienz von Schaltnetzteilen ist sehr hoch.
In einer Push-Pull-Schalter-Umwandlungsschaltung wird die Energieumwandlung abwechselnd von zwei Transistoren gesteuert. Bei gleicher Ausgangsleistung beträgt der Strom nur die Hälfte des Stroms eines Single-Ended-Schaltnetzteiltransistors, was zu einer Reduzierung der Schaltverluste und einer Verbesserung des Wirkungsgrades führt.
