
プッシュプルコンバータは、 DC-DCコンバータの一種であり、DC電源の電圧を変換するためにトランスを使用するスイッチングコンバータです。プッシュプルコンバータの特徴は、トランスの一次側に、対称プッシュプル回路内のトランジスタペアによって入力線から電流が供給されることです。トランジスタは交互にオン/オフされ、トランス内の電流が周期的に反転します。そのため、スイッチングサイクルの両方の半分で電流がラインから引き出されます。これは、入力電流がオン/オフされる単一のトランジスタによって供給されるバックブーストコンバータとは対照的です。バックブーストコンバータでは、スイッチングサイクルの一部でのみ電流がラインから引き出されます。サイクルの残りの時間では、出力電力は電源内のインダクタまたはコンデンサに蓄積されたエネルギーによって供給されます。プッシュプルコンバータは、入力電流がより安定しており、入力線上のノイズが少なく、高出力アプリケーションでより効率的です。
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フルブリッジコンバータの概念図。これはセンタータップ式または分割一次プッシュプルコンバータではありません。

プッシュプルという用語は、トランスの双方向励磁を行うコンバータ全般を指す場合によく用いられます。例えば、フルブリッジコンバータでは、スイッチ(Hブリッジとして接続)がトランスの電源側の電圧を交互に切り替えることで、トランスは交流電源の場合と同様に動作し、出力側に電圧を発生させます。しかし、プッシュプルという用語は、一般的には、一次巻線が分割された2スイッチ構成のトポロジーを指すことが多いです。
いずれの場合も、出力は整流されて負荷に送られます。スイッチングノイズを除去するために、出力段にはコンデンサが設けられることがよくあります。
実際には、変圧器を一方の方向に通電してからもう一方の方向に通電するまでの間に、わずかな間隔を設ける必要があります。「スイッチ」は通常、トランジスタ(または同様のデバイス)のペアで構成されており、ペア内の2つのトランジスタが同時に切り替わると、電源がショートする危険性があります。そのため、この問題を回避するために、わずかな待ち時間が必要となります。この待ち時間は「デッドタイム」と呼ばれ、トランジスタの貫通電流を防ぐために必要です。
N型およびP型のパワートランジスタを使用できます。高電流スイッチング能力と本来的に低いオン抵抗を持つパワーMOSFETが、この用途によく選ばれます。パワートランジスタのゲートまたはベースは、抵抗を介して電源電圧のいずれかに接続されます。P型トランジスタはN型パワートランジスタのゲート(共通ソース)をプルアップするために使用され、N型トランジスタはP型パワートランジスタのゲートをプルダウンするために使用されます。
あるいは、すべてのパワートランジスタをN型にすることもできます。N型はP型に比べて約3倍のゲインが得られます。この方法では、P型の代わりにN型トランジスタを使用する場合、次のように駆動する必要があります。まず、 共通ベース構成のP型トランジスタとN型トランジスタで電圧をレールツーレール振幅まで増幅します。次に、共通ドレイン構成でパワートランジスタを駆動し、電流を増幅します。
高周波アプリケーションでは、両方のトランジスタは共通のソースで駆動されます。
トランジスタが交互に動作するため、この装置はプッシュプルコンバータと呼ばれます。
両方のトランジスタがオン状態の場合、短絡が発生します。一方、両方のトランジスタがオフ状態の場合、逆起電力により高電圧ピークが現れます。
トランジスタのドライバが十分に強力かつ高速であれば、逆起電力によって巻線間の電圧、ひいてはMOSFETのボディダイオードの電圧が高電圧まで上昇する時間がない。
マイクロコントローラを使用すれば、ピーク電圧を測定し、トランジスタのタイミングをデジタル的に調整することで、ピークがちょうど現れるようにすることができます。これは、トランジスタがピークのないコールドスタート状態、つまりブートフェーズにある場合に特に有効です。
サイクルは電圧も電流もない状態で始まります。次に、一方のトランジスタがオンになり、一次側に一定電圧が印加され、電流が直線的に増加し、二次側に一定電圧が誘起されます。一定時間 T が経過すると、トランジスタがオフになり、トランジスタとトランスの寄生容量とトランスのインダクタンスがLC 回路を形成し、逆極性に振れます。次に、もう一方のトランジスタがオンになります。同じ時間 T の間、電荷が蓄積コンデンサに流れ込み、その後自動的に方向が変わり、さらに時間 T の間、電荷がトランスに流れます。その後、電流が停止するまで最初のトランジスタが再びオンになります。これでサイクルは終了し、次のサイクルはいつでも開始できます。S 字型の電流は、より単純なコンバータよりも性能を向上させ、残留磁化を効率的に処理するために必要です。