Москатов Е.А. Источники питания (2011) (1096749), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Если для его магнитопровода нет дефицитного феррита с прямоугольной петлей гистерезиса, то можно воспользоваться тороидальным магнитопроводом типоразмером К32н! 8н7 или К32н20нб из распространенного феррита на основе марганец — цинка марки М2000НМ-А, М2000НМ1, М2000НМ1-! 7, М2000НМ -39 или аналогичной, однако КПД преобразователя при этом может быть немного ниже. Изменять число витков в обмотках не требуется. Обмотки П и П! содержат по восемь витков диаметром 0,3 мм; обмотка! состоит из 352 витков провода диаметром 0,45 мм; обмотку 1Ч образуют 33 витка диаметром 0,85 мм.
Провод может быть использован марок ПЭВ, ПЭТВ или ПЭВ-2. Обмотки П и РП наматывают одновременно в два провода. Выходной фильтр не должен обладать емкостной реакцией, а индуктивность дросселя 1.1 не должна быть меньше 450 мкГн, поскольку иначе автогенерация будет затруднена и может не развиваться. Автогенерация в рассматриваемом преобразователе начнется в момент включения устройства в питающую сеть, как при отсутствии нагрузки, так и при подключенной нагрузке. Для предотвращения пробоя ключевых транзисторов ЧТ! и ЧТ2 параллельно выводам коллектор — эмитгер обязательно следует включить демпфирующие сверхбыстродействующие импульсные диоды или защитные диоды 1гапзй. Чем выше напряжение питания преобразователя, тем актуальнее это требование.
В качестве ключевых транзисторов НТ! и ЧТ2 можно применить компоненты марок КТ812А, КТ840А, 2Т704А, 2Т704Б, КТ809А, ВО508АГ (типы компонентов приведены в порядке увеличения температуры их корпусов при работе в данном источнике питания). Транзисторы марки ВО208 будут разогреты больше, чем компоненты всех указанных марок. Транзисторы в установке на охладители не нуждаются. Выполнить расчет параметров двухтактных автогенераторных преобразователей Ройера, содержащих насыщающийся трансформатор, для импульсных источников питания можно в программе нСопуег1ег 5.0.0.0". Загрузить новую версию про- 6.З.
Автогенераторные преобразователи ! 43 граммы, исходные тексты и справку можно с официальной 1п1егпеыстраницы 1тсср: //пюзкасоо. лагос1. гц/солчегсег. 1тсгп1. Дистрибутив программы — размером 793 Кбайт. Программа распространяется по лицензии "допа11опьтгаге" и предназначена для работы в операционных системах М1сгозо11 %шс1оттз~ 98 Бесолд Ес11- йоп, Мйеппшш, 2000, ХР и НЫа.
Достоинства автогенераторных преобразователей Ройера — небольшое число использованных компонентов и возможность зашиты деталей ИИП от перегрузки по току нагрузки плавким предохранителем. К недостаткам относят: ° понижение частоты преобразования при увеличении мощности нагрузки; ° амплитуда импульсов тока коллекторов или истоков ключевых транзисторов в моменты коммутации может превышать средний ток в 3 — 20 раз, поэтому в маломощных преобразователях приходится использовать довольно мощные транзисторы. Вследствие этого мощность двухтактных автогенераторных преобразователей Ройера, как правило, невелика и не превышает нескольких десятков ватт у самых мощных устройств этого типа.
6.3.5. Двухтактный автогенераторный преобразователь Енсена ЧТ1 В050ВАР ЙЗ СЗ 0,1мкх ЧВ1 470 «400В 0ВЗ 1 ТЧ1 С1 Й1 330мкх гбов Ч06 МОЙ160 ЧТ2 В050ВАР + Сг Йг ' Ззомк. х250В Ч07 МОЙ160 П 1П П Й01 В57235 В Ч01 Ч02-Ч05 15ЕТНОЗ Й4 30 1П х +50В С5 509-М ВЙ610 Я Р01 + С4 470мкх ~ + "100В 470мк« ~ — э 0бщ х100В 50В 4А Рис. 6.9. Принципиальная схема автогенераторного преобразователя Енсе«а В автогенераторном преобразователе Енсена переключательный и гальванически развязывающий импульсные трансформаторы разнесены — это две различные детали, в чем и заключается главное отличие от автогенераторного преобразователя Ройера. Магнитопровод переключательного импульсного трансформатора работает с заходом петли гистерезиса в область насыщения, а магннтопровод гальванически развязывающего импульсного трансформатора не должен входить в насыщение. Напряжение сигнала положительной обратной связи с ненасыщающегося трансформатора поступает через ограничивающий ток резистор на насыщающийся маломощный трансформатор, вызывая перемагничивание его сердечника с частотой преобразования.
Рассмотрим рис. 6.9, на котором представлена практическая схема ИИП с автогенераторным преобразователем Енсена. 144 импульсные преобразователи напряжения Основные технические характеристики: ° напряжение питающей сети — 220 В; ° выходное напряжение — 2 н 50 В; ° максимальная мощность, отдаваемая в нагрузку, — 500 Вт; ° частота преобразования — 8,5 кГц; ° максимальный КПД вЂ” не менее 92',4. Теперь поговорим о моточных компонентах... Импульсный ненасыщающийся трансформатор ТЧ! выполнен на трех сложен- ных вместе кольцах типоразмером К45н28н8 из феррита М2000НМ!-! 7.
Обмотка 1 имеет 13! виток провода диаметром с учетом изоляции 0,8 мм. Обмотка 11 с отво- дом от середины состоит из 45 + 45 витков провода диаметром 0,89 мм. Обмотка Ш имеет 13 витков провода диаметром 0,46 мм. Между обмотками необходимо про- ложить слои изоляции из майлара или тефлона. Насыщающийся переключательный трансформатор ТЧ2 выполнен на феррито- вом кольце типоразмером К20н10н5 из материала М2000НМ-А. Все три обмотки 1, П, Ш содержат по семь витков провода диаметром 0,46 мм.
Провода обмоток следу- ет равномерно уложить на тороидальный магнитопровод. Каждый переключающий транзистор ЧТ! и ЧТ2 необходимо закрепить на ох- ладителе с площадью охлаждающей поверхности !50 см'. Транзисторы марки В1350ВАР можно заменить приборами КТ812А, КТ812Б, КТ828А, КТ834А или КТ840А. Полярные конденсаторы С4 и С5 должны быть специально предназначены для работы на повышенных частотах. Защиты от перегрузки по току нагрузки в данном импульсном источнике пита- ния нет. Плавкий предохранитель по цепи нагрузки использовать не следует, по- скольку он не успеет защитить компоненты от разрушения.
Расчет импульсного трансформатора ТЧ1 можно выполнить точно так же, как для аналогичного ненасыщающегося трансформатора для импульсного преобразо- вателя с задающим генератором. Достоинство: возможность получения большой выходной мощности (примерно до киловатта) при небольшом числе задействованных компонентов, Недостатки: ° повышение частоты преобразования при увеличении мощности нагрузки, что может затруднить фильтрацию выходного напряжения; ° сложность организации стабилизации напряжения, приложенного к нагрузке, и реализации системы защиты от перегрузки при недопустимом увеличении выходного тока.
6.4. Тиристорные преобразователи 6.4.1. Несколько слов о тиристорных инверторах В силовой преобразовательной технике при мощностях нагрузок от десятков киловатт и выше традиционно используют тиристорные инверторы. Эксплуатация тиристорных преобразователей наиболее целесообразна при напряжениях питания инверторов от единиц до десятка киловольт и токах от сотен ампер н выше, хотя позиции тнристоров все интенсивнее отвоевывают! ОВТ. б.4.
тиристориые преобразователи 145 Триодные тиристоры, в отличие от транзисторов, не являются полностью управляемыми приборами. Для того чтобы отпереть триодный тиристор, необходимо подать импульс тока от задающего генератора на выводы катода и управляющего электрода. Для запирания триодного тиристора недостаточно прекратить подачу отпирающего импульса. Для этого следует или уменьшить ток через тиристор ниже тока удержания, или поменять полярность напряжения на выводах анод-катод прибора (181, с. 35].
Исключение составляют запираемые тиристоры, которые можно закрывать, подавая на управляющие электроды соответствующие импульсы. Для запирания триодных тиристоров в преобразователях используют реактивные компоненты: конденсаторы и дроссели. Накопленная в них энергия идет на запирание ранее открытых тиристоров. Для подавления колебательных процессов, возникающих при переключении тиристоров, параллельно выводам анод-катод включают демпфирующие КС-цепи. При переходе электронного ключа в состояние отсечки импульс ЭДС самоиндукции, обусловленный наличием запасенной энергии в паразитных индуктивностях, должен быть поглощен КС-цепью. Вычислить ориентировочные значения сопротивлений и емкостей компонентов демпфирующих КС-цепей можно согласно формулам: ()обр.а 1обр.а где ()обр.а — максимальная амплитуда напряжения на закрытом тиристоре, В; 1обр.а — максимальная амплитуда обратного тока, протекающего через закрытый тиристор, А; а также: 1обр.а' ()кз 1пр.а (Зобр.а оз где!пр.а — максимальная амплитуда прямого тока, протекающего через открытый тиристор, А; 13кз — напряжение, приложенное к тиристору при коротком замыкании (относительных единиц); оз — круговая частота, радиан / с.
Трансформаторы описанных ниже инверторов (последовательного, параллельного, параллельно-последовательного, преобразователя Мак-Муррея) должны функционировать в линейном режиме без захода петли гистерезиса в область насыщения. 6.4.2. Последовательный тиристорный инвертор тока Последовательный тиристорный инвертор тока содержит конденсатор, включенный последовательно с нагрузкой или трансформатором, к которому подключена нагрузка.
Схема устройства показана на рис. 6.10. Дроссель на входе (в цепи питания) преобразователя необходим для сглаживания импульсов тока, которые протекают через одновременно включенные тиристоры. Предположим, изначально тиристоры ЧЯ2 и ЧБЗ находятся в открытом состоянии, а тиристоры Ч$! и ЧБ4 закрыты. Обкладка конденсатора С1, соединенная с тиристорами ЧБ! и Ч82, заряжена отрицательно. Подключенная к тиристорам ЧЯЗ и Ч84 обкладка заряжена положительно. Ток течет по цепи +()вх, дроссель 1,1, ти- 146 Импульсные преобразователи напрямення ристор ЧБЗ, конденсатор С1, первичная обмотка трансформатора ТУ1, тиристор Ч82, — 1/вх. 11 + Овхв Рнс. 6ЛО. Последовательный тнрнсторный ннеертор тока Подадим отпирающие импульсы между управляющими электродами и катодами тиристоров Ч31 и Ч34. Тиристоры Ч8! и Ч54 переходят в открытое состояние, и все четыре тиристора находятся в проводящем состоянии.
Конденсатор С! начинает разряжаться, и токи его разряда будут противоположны токам, протекающим через тиристоры Ч$2 и ЧЗЗ. В момент времени, когда токи через тиристоры Ч82 и ЧВЗ стануг равны нулю, эти тиристоры закроются. Ток потечет по цепи +Увх, дроссель 1.1, тиристор Ч$1, первичная обмотка трансформатора ТЧ1, конденсатор С1, тиристор Ч54, -1Звх. Напряжение на выводах конденсатора С! теперь имеет обратную полярность, в соответствии с которой происходит его заряд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
