هناك العديد من الدوائر أو الطرق المتاحة لبناء مصدر طاقة الوضع المحول (SMPS). يستخدم SMPS لتوليد جهد تيار مستمر متحكم فيه ومعزول من مصدر طاقة تيار مستمر غير منظم. تشبه دارة المحول الأمامي دائرة محول fly-back ولكنها أكثر كفاءة من دارة محول fly-back. يستخدم المحول الأمامي بشكل أساسي للتطبيق الذي يتطلب خرج طاقة أعلى (في حدود 100 إلى 200 واط).
المحول الأمامي هو في الأساس محول باك DC إلى DC مع تكامل المحول. إذا كان المحول يحتوي على ملفات إخراج متعددة ، فيمكنك زيادة أو تقليل جهد الخرج. كما يوفر عزلًا كلفانيًا للحمل.
تتكون دائرة المحول الأمامي من دائرة تحكم بها جهاز تبديل عالي السرعة ، ومحول يتصل جانبه الأساسي بدائرة التحكم والجانب الثانوي متصل بدائرة الترشيح. يتم توصيل الناتج المعدل من المحولات الثانوية بالحمل.
وفقًا لمخطط الكتلة أعلاه ، عند تشغيل المفتاح ، يتم تطبيق الإدخال على الملف الأولي للمحول ويظهر الجهد عند الملف الثانوي للمحول. لذلك ، فإن القطبية النقطية لملفات المحولات تكون موجبة ، ولهذا السبب يصبح الصمام الثنائي D1 متحيزًا للأمام. ثم يتم تغذية جهد الخرج للمحول إلى دائرة مرشح التمرير المنخفض المتصلة بالحمل. عند إيقاف تشغيل المفتاح ، ينخفض التيار في لفات المحول إلى الصفر (بافتراض أن المحول مثالي).
الفرق بين محول Forward و Fly-back
| S. لا. | محول إلى الأمام | محول Fly-Back |
| 1. | محول باك معزول | أساسًا طوبولوجيا Buck-Boost |
| 2. | تتطلب محث إخراج إضافي واحد | غير مطلوب |
| 3. | هناك حاجة إلى إعادة ضبط الدائرة | غير مطلوب |
| 4. | لا حاجة لمكثف الإخراج | مطلوب |
| 5. | أكثر كفاءة في استخدام الطاقة | أقل من المحول الأمامي |
| 6. | أغلى من محول flyback | أرخص بالمقارنة مع المحول الأمامي |
| 7. | يخزن الطاقة في المحرِّض عندما يتم تشغيل الترانزستور وينقل الطاقة المخزنة عند إيقاف تشغيل الترانزستور | محول المحول الأمامي لا يخزن الطاقة |
مخطط الدائرة للمحول الأمامي
عمل دائرة المحول الأمامي
الوضع- I: وضع التشغيل
يُقال أن المحول الأمامي في وضع التشغيل عندما يكون الترانزستور في حالة التشغيل. في هذه الحالة ، يتم توصيل جهد الإمداد بالملف الجانبي الأولي للمحول وأيضًا يتحيز الصمام الثنائي D1 للأمام في هذه الحالة. لن يعمل الصمام الثنائي D2 في هذه الحالة ، حيث سيظل متحيزًا معكوسًا. يبدأ كلا الملفين بالتوصيل في وقت واحد عندما يكون الترانزستور في حالة تشغيل. يعتمد الإخراج في الجانب الثانوي للمحول على نسبة الدوران (Np / Ns) للمحول. ويتم تطبيق جهد الخرج هذا على الدائرة الثانوية ، والتي تتكون من مرشح LC. سيكون الحد الأقصى لجهد الخرج المستلم ، في حالة المحول المثالي ، عند الحمل:
(Ns / Np) * Edc
حيث ، Edc هو جهد إمداد الدخل
Np لا. من اللف الأساسي
ن هو لا. من اللف الثانوي
الوضع الثاني: وضع التحرك الحر
يُقال أن المحول الأمامي في وضع التدوير الحر عندما يكون الترانزستور في حالة إيقاف التشغيل. عند إيقاف تشغيل الترانزستور ، ينخفض تيار لفات المحولات إلى الصفر (بشكل مثالي). سيتم عكس D1 متحيزًا في هذه الحالة ، وبالتالي يفصل قسم خرج الدائرة عن المحول والمدخل. ومع ذلك ، فإن المحرِّض الموجود في الجانب الثانوي يحافظ على تدفق مستمر للتيار من خلال الصمام الثنائي الطليق D2. عند فصل المدخلات ، لا يوجد تدفق للطاقة من الإدخال ، ولكن لا يزال جهد الحمل ثابتًا تقريبًا بواسطة المكثف المشحون والمحث. الطاقة المخزنة في المحرِّض والمكثف تتبدد ببطء في الحمل. قبل أن يتبدد تمامًا ، يتحول الترانزستور مرة أخرى إلى وضع التشغيل لإنهاء وضع التحرك الحر وللحفاظ على حجم جهد الحمل ضمن نطاق التحمل المطلوب.بعد محاكاة الدائرة أعلاه ، سنحصل على شكل الموجة الناتج كما هو موضح أدناه:
تردد تحويل المحول الأمامي في نطاق 100 كيلو هرتز أو أكثر.