Прянишников В.А. Электроника. Курс лекций (1998) (1166121), страница 74
Текст из файла (страница 74)
Форма напряжения па конденсаторе показана па рис. 33.6 б. Во время разряда конденсатора Са генератор формирует блокирующий импульс и„, который определяет время паузы (илвертвое времял, или г)еаг) Пиве). Регулировать время паузы можно изменением емкости С,. При увеличении Ск можно увеличить время паузы т„до половины периода колебаний генератора. -: ' При этом коэффиниент заполнения будет равен 50%. После окончания импульса из схема ШИМ через драивер формирует выходвюй сипщл и„н„который запускает (включает) внешний тюлевой транзистор (зТ.
Прн использовании ИМС в схеме обратноходового инвертора ток транзистора )зТ будет линейно нарастать до тех пор, пока напряжение и„„снимаемое с датчика тока зва„. не стапсг равным (или пропорциональным) выходному напряжеввввго,:,") УСО --- Сно В этот момент времени прекращается рост тока стока транзистора и формируется импульс сброса (Кезе1), который запирает силовой транзистор !'Т. В результате выхолное напряжение ИМС, снимаемое с вывода 6, будет модулиро''! ванным по длительности (ширине). -'3 Графики, иллюстрирующие зависимость частоты генератора от параметров частотно-задающих элементов Ла и С„приведены на рис. 33.7 а.
Рекомендуемые фирмой значения емкости С„=!ООпФ..10нФ; сопротивления Як=1...100кОм, Зависимосвь'относительного времени паузы от частоты генератора и емкости С, приведена на рис. 33,7 б, Как следует из этого графика, длительность паузы может изменяться от 1 до 50% периода колебаний при Сакх1нФ. Прн уменьшении емкости Са ло 1ООпФ относительная длительность паузы снижается примерно в пять раз и не превышает 10%. Лекция 33. Иитег явные мик осхемы ул явления имлульсиьями истоиннкеми элок отлпвния тр ~с т Вико 1явс корр и„ +2.8 +1,2 0 и 0 ия и 0 Рис ЗЗ6 1т1нкроскскев уирввдения 1ОЗЗВУ10 дяя одиотвктнык иреобрвтовитедся (в) и графики нвиряжений 1б) Схема однотактного преобразователя обратного хода па ИМС типа 1033ЕУ10 приведена на рис.
33.8. Эта схема имеет следующие особенности: в цепи датчика тока А„установлен фильтр тсе, Си который подавляет паразитные помехи, возникающие при коммутации силового транзистора Зит, ' напряжение обратной связи снимается с отдельной обмотки н „выпрямляется диодом И)1 и фильтруется конденсатором С,, после чего через делитель на сопротивлениях А, и тс, подводится к входу УСО (вывод 2 ИЗк1С); выходное напряжение снимается с обмотки им гальвапически изолированной от силовой сети; 13' Раздел 7.
Источники элок. опитаиия элект ониых ст ойств а) зт кОм юо 5О б) ге/Т. % 1ОО 50 20 20 1О 5 ю 5 1 1 10 20 50 100 200 500 1000 10 20 50 100 200 500 1000 /„, кГц у,, кГц Рпс. 33 7. Зависимости параметров премязадаюыеа пепи от яасто~ы преобразоватспя (а) и завко- моста отлос1ттельиоз.о времеви паузы от раба зт.и иастоты,'б) о Рис 33.8. Схема однотахтпо~о прсобразовмсдя об!затес~о хола па ИМС управдеиия 3ОЗЗЕУ!О 372 для обеспечения устойчивости преобразователя между выходом и инвертирующим входом УСО включена корректирующая цепь Л„С,; ° для ограничения выходного тока ИМС между выводом б и затвором силового транзистора УТ включено сопротивление Л„ лля формирования траектории переключения силового транзистора Ь'Т в цепь стока включена формирующая цепь Сз )тп )е233; питание ИМС ло запуска преобразователя производится от выпрямленного напряжения сети через сопротивление )т4, а после запуска — — от выпрямленного напряжения обмотки жз.
При выходной мощности ИВЭИ от 200 Вт до 1 кВт применяются двухтактные преобразователи с трансформаторными регулируемыми конверторами (ТДК). Лекция ЗЗ. Итие ьные мук осхсмы ленца льсными источниками эле опитания Наибольшее распространение среди двухтактных преобразователей получили двухфазные (Рцзн-РиП), полумостовые (На1ВВпх)де) и мостовые (Рн!1-Впдяе) конверторы. В регулируемых ТДК совмещаются функции преобразования и регулирования электрической энергии с применением устройств управления, основанных на принципе широтно-импульсной модуляции. Выходное напряжение таких ТДК имеет прямоугольную форму с регулируемой по длительности паузой при нулевом значении напряжения, которая зависит от различных дестабилизирующих факторов:изменения входного напряжения сети, изменения тока нагрузки и др. На рис.
33.9 приведена упрощенная схема двухтактного двухфазного конвертора на полевых транзисторах РТ) и Г72. В принципе эта схема сходна со схемой генератора Ройера при внешнем возбуждении от схемы управления. Импульсы управления поступают на затворы ключевых транзисторов ИТ1 и К72 через один такт, поэтому частота выходного напряжения будет в два раза меньше частоты задающего генератора. На схеме рис. 33.9 условно показано, что импульсы управления подводятся к затворам транзисторов через разделительные трансформаторы 7р1 и Тр2, которые обеспечивают гальваническую изоляцию выходного напряжения от силовой сети. Основным отличием схемы управления двухтактными преобразователями от однотактных является формирование ими не одной, а двух последовательностей импульсов управления, разделенных между собой регулируемой паузой.
При этом две последовательности управляющих импульсов должны быль абсолютно симметричны. ми„чтобы исключить подмагничивание трансформатора Тр постоянным током. В двухтактных преобразователях применяются относительно мощные сглаживающие 7.С-фильтры, необходимые для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Наличие регулируемой паузы приводит к необходимости увеличения индуктивности Ье и емкости С, Схема двухтактного полумостового преобразователя приведена на рис. 33.10. В этой схеме при открытом транзисторе 1'Т1 происходит передача энергии от конденсатора С, в нагрузку и в накопигельный ЬеСе-фильтр Одновременно Рвс.
ЗЬ9. Схема двухсветно~ о двухфазного 1рись-РЫЛ орсобравоввхеяя 373 Раздел Х Источники злект опитания элеат онных устройств оп Рпе ЗЬ!О. Схема ааухтахтпого полумоетоаого бна!Г-Впдяе) преоарааоаатела производится подзарядка конденсатора С2. Во время паузы, когда транзисторы ИТ1 и И72 закрыты, конденсатор Су фильтра разряжается па нагрузку.
а через оба выпрямительных диода П)1 и г2)2 в нагрузку передается энергия, накопленная в дросселе 7.ь. При открывании транзистора ИТ2 в нагрузку будет передаваться энергия, накопленная в конденсаторе С2, а конденсатор С1 будет подзаряжаться. Диоды выходного выпрямителя ИУ1 и $'В2 включаются синхронно с включением транзисторов ИТ1 и И72. Однако в паузе напряжение самоиндукпип дросселя фильтра 7.а приводит к одновременному включению сразу двух диодов, горев которые происходит разряд индуктивности. Напряжение на нагрузке 77„ для полумостового преобразователя определяетгя по формуле 1l.„= л уЕ,Л 133.3) где я=ж„!в, -.
коэффициент трансформации трансформатора ТР Для обеспечения гальванической развязки нагрузки от силовой сети сигналы управления подводятся к затворам силовых транзисторов ИТ1 и 1'72 через разделительные трансформаторы ТР1 и ТР2. Напряжение на запертых транзисторах равно напряжению питания„так как оно всегла равно сумме напряжений на конденсаторах С1 и С2: ~33.4) Максималытый ток стока определяется по формуле 7, „,.„,=2райЕ„т)72) 133.5) где Р„- — мощность, потребляемая нагрузкой, т1 -- КПД преобразователя. Схема двухтактного мостового преобразователя приведена на рис. 33.11. Она содержит четыре транзистора Ь'Т1..)'Т4, которые включаются и выключаются попарно в одной половине периода включаются транзисторы ИТ1 и ИТ4„ а в другой -- И72 и И73.
При этом каждый раз обмотка трансформатора ТР Лекция 33. Инте яльныс мнк емы авпения им льсными источниками элек питания с Рно ЗЗЛК Схсия Ляухтяяянооо мостоаого (Ьин Вгике) прообсяяОяя.ояЯ подключается к источнику питания„только меняются ее концы. В результаге ток в обмотке каждые полпериода меняет направление. Для устранения возможного подмагничивания трансформатора постоянным током последовательно с его первичной обмоткой включен разделителыяый конденсатор Ся, Напряжение на нагрузке для мостового преобразователя: (33.6) 1l„= и уЕ„, а максимальное напряжение на запертом транзисторе и максимальный ток откры- того транзистора определяются по формулам (33 7) (33.
8) Уся яэя 1,,„. „,„= Р„!(Е, и т). Таояяци 33 3 Микросхемы управления двухтактными инверторами ИВЗП Для управления двухтактными преобразователями разработаны и выпусказотся различные ИМС управления. Основные характеристики таких ИМС Раздел 7. Источники влекл опнтання злект нных уст ойств а) Вплел 1 Внеся 2 уггр б) ггсг ис, О О О 0~~ 1 — 3 О Э г'тг 1е . О 1«и Рпс ЗЗ 12. Мггкросхемя управления 1!141)У4 лля лвухтяктпых преобрезовзтелей гзгг л графики ее работы 1б) приведены в табл. 33.4.
Все эти микросхемы формируют две последователы|ости управггятощих импульсов, разделенные гарантированной паузой. Симме грия выходных импульсов обеспечивается применением триггерного делителя частоты. При этом частота выходных импульсов на каждом из выходов в два раза меньше частоты задающего генератора. Эти микросхемы можно использовать для управления однотактными преобразователями или импульсными стабилизаторами„если объединить две последовательности выходных импульсов в одну, т.
е. соединить между собой два выхода. При этом частота выходных импульсов будет равна частоте задающего генератора. 376 Леклил 33. Инте альные мик емы уп авлення им льсными источниками эле спутанна 2 х Ю Г. и сэ и Д и о я о с. Раздел 7. Источники элскт опитания элскт онных ст ойств Следует отметить, что, в отличие от ИМС управления однотактными преобразователями„не выпускаются ИМС управления двухтактными преобразователями со встроенными силовыми транзисторами.
На рис. 33.12п приведена упрощенная структурная схема универсальной ИМС управления двухтактными инверторами типа 1!14ЕУ4 !Т).494). В состав микросхемы входят следующие основные узльг задающий генератор с внешними частотно-задающими элементами )!.„и Сд два усилителя сигнала ошибки УСО1 и УСО2 с одним общим выходом; компараторы ШИМ и паузы, формирующие управляющие импульсы с гарантированной паузой, устанавливаемой подачей на вход управления необходимого напряжения: тригсер-делитель 1асготы импульсов на две последовательное|и, источник опорного напряжения +5В; схемы защиты по спиженщо напряжения питания и опорного напряжения; выходные мощные каскады !драйверы) для двух последовательностей им.
пульсов. Работа этой ИМС происходит следующим образом. Задающий генератор формирует пилообразное напряжение ис„частота которого устанавливается с помощью двух внешних элементов К, и С,„, подкл1очаемых к выводам 5 и 6 ИМС, прн этом частота импульсов определяется соотношением 1,1/ф,С,). Модуляция ширины выходных импульсов достигается сравнением пилообразных импульсов с выходным напряжением усилителей сигнюса ошибки и„„„„„, как показано на рис.
33.126. В результате этсжо формируется ош а последовательность 1лиротно-модулированных импульсов и„которая поступает па трнг. гер-дслнтель Т. С выхода в триггера-делителя снимаются две последовательно. сти импульсов Д г, Д, которые с помощью логических схем преобразуются в две широтно-модулированные последовательности, которые управляют двумя вьиодпыми транзисторами ГТ) и ~'72 !драйверамн). Выходные трапзис горы име|от открьпыс эмиттеры и коллекторы, поэтому выходные сигналы можно снимать как в прямом, так и в инвертированном виде. На рис. 33.126 приведены выходные последовательности импульсов, снимаемые с эмиттеров выходных трапзпсторов !еТ! и !'Т2. Схема двухтактного конвертора на ИМС управления 1114ЕУ! приведена на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
