Un convertisseur direct est un dispositif dans lequel la puissance passe du côté entrée d’un circuit électrique à l’extrémité sortie dans une seule direction. Il s’agit d’un type de circuit d’alimentation à découpage, utilisé avec des alimentations d’entrée à courant continu (CC) non régulées, qui contient un noyau, un transformateur et un commutateur dans sa forme la plus basique. L’énergie n’est pas retenue dans le transformateur lorsque l’interrupteur est conducteur, comme c’est le cas dans un convertisseur flyback, et l’appareil lui-même est également plus économe en énergie. Utilisé dans les systèmes de conversion DC à DC conçus pour moins de 100 watts de puissance, le convertisseur direct, dérivé des conceptions de convertisseurs abaisseur et survolteur des années 1920, a été créé pour la première fois au milieu des années 1950.
La plupart des convertisseurs électriques transfèrent de l’énergie lorsqu’ils sont allumés et ont un taux constant dans lequel leurs états marche et arrêt sont commutés. La fréquence de la commutation est contrôlée par modulation de largeur d’impulsion. Cette caractéristique du commutateur du convertisseur direct varie avec le débit passant par l’entrée, et en même temps, l’état activé du commutateur contrôle la sortie électrique. Des temps d’activation plus longs devraient signifier une meilleure efficacité, mais également entraîner une augmentation de la tension de réinitialisation, ce qui affecte négativement les performances du convertisseur. Les concepteurs doivent également tenir compte de la tension et du courant du commutateur ainsi que de la façon dont le commutateur réagit aux hautes fréquences.
Une caractéristique importante du convertisseur direct est que le courant ne circule pas entre différents segments reliés par un conducteur. Les charges ne passeront pas non plus de l’appareil à une personne qui le touche, donc cette isolation galvanique rend le convertisseur sûr à utiliser ainsi qu’un moyen efficace pour convertir les courants électriques. Le transformateur du convertisseur a des enroulements de fil métallique qui conduisent l’électricité en même temps mais ont des forces magnétomotrices opposées. Des forces contradictoires dans les enroulements primaire et secondaire aident à réguler le flux magnétique afin que les changements soudains de niveau d’énergie ne provoquent pas de surtensions.
L’énergie piégée est en outre régulée dans un convertisseur direct par un troisième enroulement, à travers lequel le courant est conduit pour atténuer l’augmentation des niveaux d’énergie. Lorsqu’ils sont utilisés pour des tensions électriques plus élevées, les convertisseurs ont des enroulements primaires et tertiaires qui sont enroulés ensemble pour un transfert plus efficace de l’énergie électromagnétique. Dans l’ensemble, la conception du convertisseur direct est restée la même au fil des ans. La capacité d’améliorer la conception et de construire des circuits plus petits a toutefois permis aux ingénieurs de construire des convertisseurs avec des fréquences de commutation supérieures à 500 kilohertz.