ترانس پالس

در طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ، حفظ ایزوله بودن مبدل باید در نطر گرفته شود و برای تحقق این هدف از تران پالس یا اپتوکوپلر استفاده می شود. مبدل های نیم پل و تمام پل به ترتیب یک و دو گیت ایزوله می خواهند. تولید گیت ایزوله به دو طریق انجام می شود. علاوه بر این برای ایزوله بودن مبدل ها نیاز است همه گیت ها  را ایزوله کرد یعنی در مبدل نیم پل دو گیت ایزوله و مبدل تمام پل چهار گیت ایزوله نیاز دارد (طراحی مبدل تمام پل و نیم پل و پوش پول) .

• استفاده از اپتوکوپلر: اپتوکوپلر نیاز به تغذیه دارد.
• استفاده از اپتوکوپلر با بوت استرپ: اپتوکوپلر ها  فقط به یک تغذیه ایزوله دارد. این تکنیک نسبت به ترانس پالس تلفات سوییچینگ به مراتب کمتری بر روی ماسفت ها دارد.
• استفاده از ترانس پالس: نیاز به تغذیه ندارد ولی بخشی از PCB را اشغال می کند.

روش های مختلف پیاده سازی ترانس پالس

دو روش کلی برای تولید پالس ایزوله به وسیله ترانس پالس وجود دارد:

• برای مبدل های نیم پل و تمام پل که Duty Cycle کمتر از ۵۰% و با شیفت فاز ۵۰% هستند، می توان اختلاف دو PWM را به ترانس پالس داد و در ثانویه، پالس ایزوله ایجاد می شود. با این روش می توان هرچهار پالس ایزوله تمام پل را با یک ترانس پالس ایجاد کرد.
• IC_tl494 که سازنده Pwm  با شیفت فاز ۵۰% است، را می توان به ترانس پالس متصل کرد.  در مدار زیر نحوه راه اندازی ترانس پالس با میکرو را نشان می دهد.در این مدار از ای سی گیت درایور به منظور تقویت جریان و ولتاژ میکرو کنترلر استفاده شده است. به جای استفاده از این ای سی می توان از مدار توتم پل یا پوش پول ترانزیستوری npn_pnp استفاده کرد که ولتاژ ۵ ولت میکرو را با ۰.۷ ولت افت ولتاژ و جریان تقویت شده به خروجی خود منتقل می کند و برای راه اندازی ماسفت این ولتاژ کم است و می توان با تنظیم تعداد دور ثانویه سیم پیچی ترانس پالس، ولتاژ مناسب برای تحریک ماسفت را به وجود اورد. لازم به ذکر است که یک مدار توتم پل ترانزیستوری برای هر پالس با شیفت فاز ۵۰% نیاز است و در کل دو مدار توتم پل نیاز است. در مدار زیر، Cn برای بالانس ولتاژ  متناوب اعمال شده به اولیه ترانس پالس کاربرد دارد. این خازن از نوع بدون پلاریته و با ظرفیت پایین است. دیود D1 مسیر عبور جریان را به سمت گیت ماسفت یک طرفه می کند و ترانزیستور pnp Q1 برای تخلیه جریان خازن گیت سورس ماسفت هنگام دشارژ کاربرد دارد. دیود زنر Z1 و  مقاومت موازی با ان برای حفاظت از گیت ماسفت از ولتاژ ناخواسته و اتصال کوتاه ماسفت، کاربرد دارد.
• برای سایر مبدل ها که نیاز پالس ایزوله دارند و Duty Cycle انها از ۵۰% بیشتر است، می توان از مدار زیر استفاده کرد و این مدار برای Duty cycle کمتر از ۵۰% نیز قابل استفاده است. بنابراین برای نیم پل و تمام پل این مدار قابل استفاده است. اما برای هر pwm، یک ترانس پالس نیاز است.  در نتیجه برای تمام پل و نیم پل دو دو ترانس پالس نیاز است. در شکل زیر قبل از  pwm1  نیاز به مدار توتم پل یا پوش پول ترانزیستوری برای تقویت جریان است. در شکل پایین pwm2 که ایزوله است از انتهای مدار گرفته نشده است و انتها مدار ولتاژ dc دارد  و از بین خازن و دیود گرفته شده است که وظیفه شیفت دادن pwm ثانویه ترانس پالس که  و ac با میانگین صفر است به بالا و میانگین غیر صفر بر عهده دارند.
• 

لازم به ذکر است که هسته فریت ترانس پالس نیاز به فاصله هوایی ندارد و می توان از هسته های تروید استفاده کرد. و محاسبه ترانس پالس، مانند ترانس فرکانس بالا که در بخش های قبلی توضیح داده شده است، است.

اینورتر سه فاز شش سوئیچ دارد و نیاز به سه پالس ایزوله دارد و پالس های ایزوله را با ترانس پالس یا بوست استرپت که بدون ایزولاسیون کار می کند، می توان تولید کرد. مبدل فلای بک نیازی به پالس ایزوله ندارد و سیگنال فیدبک توسط اپتوکوپلر PC817 که نیاز به تغذیه ندارد، ایزوله می شود و پالس pwm توسط تراشه uc3842 که در اولیه مبدل قرار دارد، مستقیما به ماسفت داده می شود. ای سی های بوست استرپت، سری ای سی های IR مثل ir2110 یا ir2153 هستند که اولی از میکرو یا tl494  پالس می گیرد و not پالس ماسفت پایینی را به ماسفت بالایی می دهد. ای سی دوم همیشه پالس ۵۰% را تولید می کند که فرکانس ان با مدار rc که به پایه های ان متصل می شود، تنظیم می شود و از میکرو کنترلر یا ای سی pwm ساز پالس نمی گیرد و خودش مولد پالس است. اما قابلیت کنترل شدن ندارد و مبدل حلقه باز با ان قابل اجرا است.

بر گرفته از سایت