Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Во время паузы 1т.е. при запертом транзисторе ИТ) накопленная энергия через обмотку и „и диод И) передается в нагрузку А„и заряжает конденсатор Сь В интервале накопления энергии диод ПЗ закрыт и конденсатор С частично разряжается на нагрузку. Изменением коэффициента заполнения у можно регулировать среднее значение выходного напряжения 1/,„„=у(Е,,-/зГ/г,— /з1/)лК1-'Я-ЬЮ„:~,— /зГ/,=-Е„"Д1 — у), 133.2) где л=ж„/ж, -- коэффициент трансформации, Ь1/;т, ЬУ,л, Л1/л ЬУ, — падения напряжешш на силовом транзисторе, диоде, активном сопротивлении обмоток г н гз трансформатора соответственно. Как вилио из формулы 133.2), в такой схеме выходное напряжение нс зависит от тока нагрузки и частоты преобразования/;,„, а определяется только напряженнем питания Е„и коэффициентом заполнения у, т. е. регулирование выходного напряжения возможно только за счет ШИМ сигнала управления. Недостатком такой схемы преобразователя является значительное перенапряжение на коллекторе силового транзистора ИТвследствие наличия ипдуктивности Лскчиа 33.
Интас альнмс мик схемы ведения им льсньпии источниками эпе опитаииа рассеяния трансформатора Тр. Напряжение на коллекторе транзистора будет максимальным, когда оп находится в состоянии отсечки: 1)тг „=Еа„.х+лУ,. Кроме этого, магнитопровод трансформатора работает с подмагничиванием постоянным током, поэтому в нето вводится воздушный зазор, что приводит к увеличени)о его габаритов. Для уменьшения напряжения на транзисторе и повышения КПД преобразователя в него можно ввести дополнительную обмотку иа размагничивания сердечника, как показано на рис.
33.3б. Благодаря этой обмотке избыточная энергия, накопленная в трансформаторе Тр, на этапе обратного хода (т.е. при запертом транзисторе Ку) через диод Ра передается в конденсатор С входного фильтра, подзаряжая его, В другом варианте однотактного преобразователя используется прямое включение выпрямительного диода КР!, который отпирается во время включенного состояния силового транзистора КТ, как показано на рис. 33.4ьь Таким образом. когда транзистор КТ находится в режиме насыщения, энергия из лтервичного источника поступает через трансформатор Тр и диод И)1 в нагрузку Ла и на заряд кондинсатора Св Для ограничения тока в диоде П)1 последовательно с ним включается дроссель фильтра, так что выпрямитель прямоходового инвертстра всегда начинается с индуктивности 1.,л.
Для поддержания непрерывного тока в лшдуктивности 1., при запирании силового транзистора, а следовательно, и диода КР1, в схему введен второй диод 1'Р2. Затем, когда транзистор КТ закрыт, конденсатор Се отдает накопленную энергию в нагрузку Отсюда следует, что при использовании данной схемы можно получить вдвое большую мощность на выходе, чем в схеме однотактного обратноходового преобразователя. Форма тока коллектора в этой схеме близка к прямоугольной, а его значение зависит от индуктивносги первичной обмотки, сопротивления нагрузки 31в и емкости конденсатора фильтра Се.
Однако в такой схеме при запирании транзистора на нем возникаег повышенное напряжение, особенно значительное в режиме холостого хода. Для снижения перенапряжений и повышения КПД в таких преобразователях обязательно применение рекуперационной обмотки и, с диодом Р„как показано на рис. 33.4 б. Чтобы предотвратить насыщение магнитопровода„обмотки, и:в и во 'должны иметь одинаковое число витков и коэффициент связи, близкий к единице. Рис.
ЗЗ 3, Опиотактпмй преобразователь обратпого хода. беа обмотки рекуперации 1а) и с обллотлов рекуперат~ии (б) Ркмдкк 7. Источники эпект скитания эпект Онных сх Ойстк а) Уах1 с б) х Рке Ыя Охапках~пью преебр;Ооаатеаь прямою хода бех обмотка рекуперакэк ',а) к '- ебмткоя рекуперапкк,'б1 Когда транзистор 1'Т находится в режиме насыщения происхолит, намагничивание магнитопровода. После запирания транзистора 1'Т сигналом из схемы управления диод ках1 запирается. а энергия, запасенная в мкгнитопроводе, черю обмоткУ и, РекУпеРацин н диод акк пеРедаетсЯ в пеРвичный источник питапиЯ, подзаряжая конденсатор С. В режиме отсечки напряжение на транзисторе достигает значения 2Еп из-за наведенного напряжения нз обмотки рекуперации.
Таким образом, к недостаткам прямоходовых преобразователеи следует отне- ' сти более сложную схему. недостаточное использование трансформатора из-за подмагничнвания поцгоянпым током и повышенные напряжения па элементах схемы. К дОстОинствам ОтнОсят язОВышенпую выходную мОщпОсть Уменьшить напряжение на транзисторе до уровня Ек, что особенно важно при питании конвертора от сетевого выпрямителя, и упростись консгрукци1О трансформатора„ исключив обмотку размагничивания, можно применением однотактной полумостовой схемы конвертора, приведенной на рис.
33.5. В этой схеме . транзисторы 1'Т1 и 1'Т2 отпнракпся одновременно. Прн их отпирании происходит передача энергии перви пюго источника через трансформатор Тр и диод РЗ3 в нагрузку.При этом магнитопровод трансформатора намагничивается в прямом направлении током 1„, как показано на рис. 33.5. Прн запирании транзисторов 1кТ1 и 1к72 полярность напряжения на обмотке ю. нзменяе|ся на противоположную и через открытые диоды кЮ1 н ха)2 обмотка Левмия 33.
Инте вльные мик омы уп авлеппя импульсными исгочннками элеат опнтвннв Рпг.33.5. Схома олпогвктпого повумоогового првоьрвэовмввв гг,, подключается к конденсатору С, отдавая ему избыточную энергию. Прн этом напряжение на запертых транзисторах пе может быть больше Е„. Иначе говоря, обмотка м„при запертых транзисторах г'Т1 и )г72 играет роль обмотки рекуперации. К недостаткам этой схемы следует отнести увеличенное вдвое число силовых элементов — транзисторов и диодов, а к достоинствам . — пониженное вдвое напряжение па силовых транзисторах и диодах, а также отсутствие обьютки рекуперацин. Для управления однотактными преобразователями разработано и выпускается большое количество различных микросхем управления. Основные характеристики микросхем управления олнотактными инверторами приведены в табл.
33.3. Все микросхемы управления однотактными преобразователями можно разделить па следующие группы: микросхемы управления однотактными обратноходовыми инверторами без силового транзистора (например. 1033ЕУ1, 1033ЕУ2, 1033ЕУЗ, 1033ЕУ5); ° микросхемы управления однотактными инверторами любого типа.
включая импульсные стабилизаторы (1033ЕУ10, 1033ЕУ11, 1056ЕУЗ); однотактные ШИМ контроллеры со встроенными мощными МОП или биполярными транзисторами (1033ЕУ9, Р%й-ТОР200-4г'14). На рис. 33.6 а приведена упрощенная структурная схема универсальной ИМС управления одпотактными инверторами типа 1033ЕУ10. В состав микросхемы входят: задающий генератор с внешними частотно-задающими элементами 11, и С,.; усилитель сигнала ошибки (УСО); широтно-импульсный модулятор (ШИМ); источник опорного напряжения +5В (ИОН); выходной усилитель мощности (драйвер) и элементы защиты по току силового транзистора, снижению входного и опорного напряжений.
Работа этой ИМС происходит слегпчощим образом. Задающий генератор (ЗГ), в состав которого входят частотно-задаюшие элементы Ь', и С„генерирует импульсы, которые управляют работой ШИМ. Конденсатор С, заряжается от ИОН до напряжения приблизительно 2,8 В, после чего разряжается до напряжения 13 зав. 175 Раздел 2 Источники элект олитания элект оииых ст ойств Таблица 33.3 Микросхемы управления однотактнымн инверторами ИВЭП т: имс !аналог 1033 ЕУ) (ТПА4601) Х.„,А ! Л кгв Фгнквввввввва ванов ааааа*ванна 'Контроллер одиотахтиого обратиохоловово ииаергсра 103 вЕУ5 ! Контроллер олиотактного обратнохолового (Т)3А4605) ииаертора с МОП транзистором 1,50 250 ШИМ контроллер с устройством синхрониза- ции КР)02!ХА! (ТПА2582) 10 ..14 0,04 100 1.00 500 ! Олиотахгиывв ШИМ коввтроллср мощного ! МОП транзистора с Т=!00% 1033ЕУ10 (()С3842) 1033ЕУ11 в То же, ио с у--505 (в !С 3844) 30 1,50 1000 в Олиотактиый высокочастотный ШИМ !контроллер 1156ЕУ3 ((ЗС 3823) 1033ЕУ9 ~Олнотактиый ШИМ коввгроввлслв оо встроен- (Р)УР.-БМР2!О) ! иым мощным МОП транзистором 30..400~ 0,80 ! 800 1,2 В током внутреннего источника.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
