Москатов Е.А. Источники питания (2011) (1096749), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Ток подмагничивания ограничен сопротивлением первичной обмотки трансформатора, и он тем больше, чем выше приложенное напряжение [245, с. 39]. По этой причине последствия подмагничивания импульсных трансформаторов сетевых высоковольтных источников питания более тяжелы по сравнению с низковольтными ИИП [245, с. 39]. Кроме того, чем вь<ше магнитная проницаемость материала магнитопровода и выше частота, тем плачевнее последствия подмагничивания.
Подмагничивание возникает во многих случаях, например: при отсутствии симметрии импульсов тока положительной и отрицательной полярностей, протекающих через первичную обмотку [191, с. 355], при работе на нагрузку, потребляющую различные по величине токи в течение длительностей полупериодов. Последствия подмагничивания можно облегчить, применив ферромагнетик с протяженной петлей гистерезиса [182, с. 61] и введя немагнитный зазор в сердечник трансформатора, тем самым уменьшив его магнитную проницаемость.
При малой мощности преобразователя допустимо применить магнитопровод с габаритами большими, чем необходимо для режима без подмагничивания, однако это нецелесообразно в преобразователях большой мощности, работающих, например, в свароч- 136 Импульсные преобразователи напрямения ных аппаратах. Устранить подмагничивание можно путем регулирования длительностей импульсов, вырабатываемых задающим генератором, отдельно для положительной и отрицательной полярностей. В качестве датчика степени насыщения магнитопровода может служить параметрический трансформатор.
Величину тока через обмотку легко измерить трансформатором тока или токовым шунтом. При использовании параметрического трансформатора можно уменьшить габариты импульсного трансформатора. При достижении петлей гистерезиса начала насыщения в один полупериод сигнал с параметрического трансформатора поступит на задающий генератор, который прекратит подачу на задействованный ключевой транзистор оставшейся части импульса.
Во втором полупериоде при начале захода петли гистерезиса в область парапроцессов аналогичным образом будет обрезан импульс управления, и ток через ключевой транзистор не возрастет до разрушающей величины. В этом случае запас задействованной рабочей магнитной индукции над индукцией насыщения можно принять совсем небольшим по сравнению с преобразователем без системы ограничения размаха петли гистерезиса или вовсе не учитывать. Таким образом, магнитопровод трансформатора можно взять менее крупным, что является важным достоинством для разработчика мощных преобразователей.
6.2.11. Обмотка и дроссель групповой стабилизации Дроссель групповой стабилизации — это моточный компонент, содержащий не менее двух обмоток, обладающих магнитной связью друг с другом, который включают после выходного выпрямителя с целью выравнивания напряжений на нагрузке. Кроме выравнивания выходного напряжения, дроссель групповой стабилизации выполняет его фильтрацию от пульсаций. Стабилизацию напряжений осуществляют за счет ШИ вЂ” регулирования, а указанный дроссель представляет собой лишь один из компонентов системы стабилизации и служит только для выравнивания выходных напряжений.
Между дросселем групповой стабилизации и выпрямителем не должны быть включены сглаживающие конденсаторы, поскольку в этом случае о стабилизации нельзя будет вести речь. Обмотки дросселя групповой стабилизации обязательно должны быль соединены с нагрузками и включены синфазно. Важно соблюдать фазировку обмоток, поскольку в случае ошибки произойдет не выравнивание выходных напряжений, а их рассогласование, что недопустимо. Если входные напряжения ИИП одинаковы, то обмотки дросселя групповой стабилизации должны обладать одинаковым числом витков и их желательно выполнить намоткой одновременно в два провода. Дроссель групповой стабилизации допустимо эксплуатировать при небольшом изменении токов нагрузок каждой обмотки и только при заранее оговоренных характерах нагрузок. Одно дело — нагрузка, обладающая индуктивной реакцией, и совсем другое — емкостной.
К обмоткам дросселя групповой стабилизации приложены напряжения, обладающие постоянной и переменной составляющими. Выравнивание напряжений на нагрузках обеспечено наличием переменных составляющих, которые зависят, например, от скважности импульсов. Пусть сигнал с одного из выходов ИИП поступает на задающий генератор, обеспечивающий ШИ вЂ” стабилизацию. Если ток через одну из нагрузок стал больше, чем был, выходное напряжение на данной нагрузке станет меньше, и возрастет магнитный поток в дросселе, что приведет к появлению на всех других обмотках ЭДС. 6.2. Импульсные преобразователи с задающими генераторами 137 Переменные напряжения этих ЭДС будут направлены встречно по отношению к напряжениям, которые уже были на обмотках.
В результате произойдет взаимная компенсация, благодаря которой выходные напряжения, приложенные ко всем нагрузкам, станут меньше. На задающий генератор придет сигнал о снижении напряжения на нагрузке. В результате он увеличит длительность вырабатываемых импульсов, что приведет к повышению напряжений на всех нагрузках, и они стануг примерно соответствовать номинальным величинам. С наибольшей точностью напряжение станет близким к номинальному на той нагрузке, сигнал с которой был послан на цепь обратной связи задающего генератора. Степень выравнивания выходных напряжений невелика, и лучшие образцы описанных дросселей при оптимальной настройке могут обладать коэффициентом стабилизации до ! О, но не более.
Расчет и корректировка собранного дросселя групповой стабилизации должны быть произведены скрупулезно, поскольку иначе в определенном режиме возможно не выравнивание и сглаживание напряжений, а аварийное их увеличение. Это явление может быть следствием наличия резонанса индуктивности и емкости обмоток и монтажа, так как указанные реактивные компоненты образуют колебательный контур. Колебательный контур способен войти в резонанс на основной или кратной частоте преобразования.
Дроссели групповой стабилизации используют практически во всех источниках питания компьютеров вплоть до изделий высших ценовых категорий. Кроме того, дроссели групповой стабилизации внедряют в различные бюджетные источники питания, нагруженные на приборы, не требующие высокой стабильности выходных напряжений. Достоинства: небольшой занимаемый объем, возможность обеспечения выравнивания напряжений на нескольких нагрузках. Наилучшие результаты можно получить при использовании дросселей групповой стабилизации для выравнивания всего двух выходных напряжений при примерно одинаковых токах идентичных нагрузок.
Если число обмоток будет больше двух, и если токи через них существенно отличаются друга от друга, то эффективность дросселя групповой стабилизации будет мала. Недостатки использования дросселя групповой стабилизации: ° низкий коэффициент стабилизации; ° преобразование пульсаций напряжения из одной обмотки в другую, что следует учесть при проектировании сглаживающего фильтра. Предположим, необходимо выровнять выходные напряжения на нескольких десятках одинаковых нагрузок, причем коэффициент стабилизации задан небольшим: всего 2..3.
В таком случае можно использовать не дроссель групповой стабилизации, а обмотку групповой стабилизации. Обмотка групповой стабилизации — это выполненная отдельно или наиболее нагруженная рабочая обмотка импульсного трансформатора, с которой снимают сигнал напряжения обратной связи и подают его на соответствующий управляемый вывод задающего генератора. Если ток через одну из нагрузок станет больше, то напряжение на обмотке групповой стабилизации будет меньше.
Возрастет длительность импульсов, выработанных задающим генератором, и все выходные напряжения станут больше. Таким образом, может быть достигнута некоторая стабилизация при условии, что токи через все нагрузки примерно одинаковы. 138 импульсные преобразователи напряжения 6.3. Автогенераторные преобразователи 6.3.1. Основные сведения об автогенераторных преобразователях В автогенераторных преобразователях сигнал с выхода возвращается на вход и, благодаря положительной обратной связи, возникает самовозбумсдение, или, говоря иначе, автогенерация. Ключевые транзисторы в автогенераторных преобразователях чаще всего включают по схеме с общим эмитгером или истоком, реже — с общим коллектором или стоком и наиболее редко — с общей базой или общим затвором [72, с.
308). К достоинству автогенераторных преобразователей относят малое число компонентов. Недостатками являются сложность стабилизации выходного напряжения и организации защиты от перегрузки по току нагрузки, большая сложность настройки и регулировки по сравнению с преобразователями, содержащими задающий генератор, поскольку режимы работы многих компонентов (если не большинства) зависят от флюктуаций параметров каждого из них. Разброс параметров этих компонентов влияет на работоспособность изделия, что может затруднить организацию серийного производства.
Достижимая частота простейших автогенераторных преобразователей значительно ниже, чем у преобразователей с задающими генераторами, ввиду низкого КПД на высокой частоте из-за завала фронтов импульсов, поступающих на управляющие выводы ключевых транзисторов с импульсного трансформатора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
