Главная ->  Источники электропитния 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

к моменту, когда транзистор VT1 открывается в очередной раз, диод VD1 находится в открытом состоянии, а ток через индуктивность намагничивания La достигает своего минимального значения:

lL2min = IvDlmin(Wl / W2) - UBxtaaKp / L2 > 0.

Во втором случае

toaKp tvDl

и К моменту, когда транзистор VT1 открывается в очередной раз, диод VD1 успевает закрыться.

Граница режимов непрерывного и прерывного токов определяется неравенством

Ll > ULtTi / [ 2 Iz Uz (tvTi + Ьзакр J.

При выполнении этого неравенства в схеме однотактного преобразователя напряжения имеет место режим непрерывного тока, при нарушении неравенства - режим прерывного тока. Режим непрерывного тока обеспечивает параметрическую стабилизацию выходного напряжения преобразователя и более жесткую внешнюю характеристику.

Использование однотактного преобразователя напряжения в режиме прерывных токов дает возможность получать высокие выходные напряжения при сравнительно малых коэффициентах трансформации силового трансформатора, что позволяет использовать его в маломощных высоковольтных источниках электропитания.

Напряжение Uk3, прикладываемое к силовому транзистору в закрытом состоянии, для режима непрерывного тока определяется выражением

ПкЭ = Ubx(1 + tvTl / taaKp).

Это напряжение может регулироваться изменением длительностей открытого и закрытого состояний транзистора.

Однотактные преобразователи напряжения с прямым включением диода (рис. 3.7, а) характеризуются непосредственной передачей электрической энергии от системы электроснабжения в нагрузку в режиме открытого состояния одновременно обоих полупроводниковых приборов VT1 и VD2. В данном случае магнитопровод трансформатора TV1, как и в схеме на рис. 3.6, а, работает в режиме однополярного перемагничивания по частному гистерезисному циклу.



Временные диаграммы, иллюстрирующие работу преобразователя с прямым включением диода, показаны на рис. 3.7, б. Сплошной линией показаны диаграммы для режима непрерывного тока в дросселе фильтра Li, пунктиром - диаграммы для режима прерывного тока в том же дросселе. При открытом транзисторе VT1 его коллекторный ток определяется при Li = L1 выражением (2.2), при этом для режима прерывного тока 1кнач = 0.

Для возвращения индукции магнитопровода трансформатора к исходному значению необходимо выполнить условия

toTKp(Wl2 / Wll) < tsaKp,

где Wll и Wi2 - числа витков секций первичной обмотки трансформатора.

Максимальное значение тока через возвратный диод VD3 равно

IvD3roax = (UsxtoTKp / Lli)(Wii / W12),

где Lii - индуктивность намагничивания трансформатора, приведенная к секции первичной обмотки с числом витков Wn [27].

Для размагничивания магнитопровода силового трансформатора и возвращения его в исходное состояние в однотактном преобразователе напряжения с прямым включением диода могут быть использованы также специальные размагничивающие обмотки, которые через возвратный диод VD1 подключаются ко входу преобразователя. Для лучшего использования трансформатора (т. е. для увеличения изменения индукции ДВ) необходимо иметь при закрытом силовом транзисторе цепь для протекания тока размагничивания магнитопровода. Как правило, это приводит к усложнению схемы в связи с необходимостью введения дополнительных компонентов (маломощного транзистора, конденсатора), использования дополнительных обмоток в трансформаторе, использования дополнительного управляющего сигнала и т. д. При этом максимальное значение напряжения, приложенного к транзистору и выпрямительному

диоду, достигает уровня гПвхтах.

Уменьшение напряжения на транзисторе можно обеспечить применением однотактной полумостовой схемы преобразователя (рис. 3.8, а) или сдвоенной однотактной полумостовой схемы преобразователя (рис. 3.9, а). Временные диаграммы работы этих схем приведены на рис. 3.8, б и рис. 3.9, б.



и 1 \VT>1

Uynpv

VD3 Ll

П, л


Рис. 3.8. Однотактный полумостовой преобразователь: а - электрическая схема; б - диаграммы напряжений и токов

3.2. Двухтактные преобразователи

Двухтактные преобразователи напряжения постоянного тока выполняются по одной из следующих схем инверторов:

с отводом от средней точки выходного трансформатора (рис. 3.10);

мостовой (рис. 3.11);

полумостовой с отводом от средней точки емкостного делителя входного напряжения (рис. 3.12).

В схеме на рис. 3.10 транзисторы VT1 и VT2 переключаются через полупериод, подключая попеременно входное напряжение к



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132