フォワードコンバーターとは

フォワードコンバーターは、電気回路の入力側から出力端まで単一方向に電力が移動するデバイスです。 これは、最も基本的な形のコア、変圧器、およびスイッチを含む、非調整型直流（DC）入力電源で使用されるスイッチモード電源回路の一種です。 スイッチが導通しているときは、フライバックコンバーターのようにエネルギーがトランスに保持されず、デバイス自体もエネルギー効率が高くなります。 100ワット未満の電力用に設計されたDCからDCへの変換システムで使用されるフォワードコンバーターは、1920年代の降圧および昇圧コンバーターの設計から派生し、1950年代半ばに最初に作成されました。

ほとんどの電気コンバータは、オンにすると電力を転送し、オンとオフの状態が切り替わる一定のレートを持っています。 スイッチングの周波数は、パルス幅変調によって制御されます。 フォワードコンバータスイッチのこの特性は、入力を通過するフローによって変化し、同時にスイッチのオン状態が電気出力を制御します。 オン時間が長いほど効率が良くなりますが、リセット電圧が上がり、コンバータの性能に悪影響を及ぼします。 設計者は、スイッチが高周波にどのように反応するかだけでなく、スイッチの電圧と電流も考慮する必要があります。

フォワードコンバーターの重要な特性は、1つの導体でリンクされた異なるセグメント間で電流が流れないことです。 また、デバイスからデバイスに触れる人に電荷が移動することはないため、このガルバニック絶縁により、コンバータを安全に使用でき、電流を変換する効率的な手段になります。 コンバーターの変圧器には、同時に電気を伝導する金属製の巻線がありますが、反対の磁気駆動力があります。 一次巻線と二次巻線の競合する力は磁束を調整するのに役立ち、エネルギーレベルの突然の変化が電力サージを引き起こしません。

閉じ込められたエネルギーは、3次巻線によってフォワードコンバーターでさらに調整され、電流が流れることでエネルギーレベルの上昇を緩和します。 より高い電圧に使用する場合、コンバータには、電磁エネルギーのより効率的な伝達のために一緒に巻かれた一次および三次巻線があります。 全体として、フォワードコンバーターの設計は長年にわたって同じままです。 しかし、設計を改善し、より小さな回路を構築する能力により、エンジニアはスイッチング周波数が500キロヘルツを超えるコンバーターを構築できました。