Імпульсні блоки живлення, Електрознайка

style="display:inline-block;width:728px;height:90px" data-ad-client="ca-pub-5076466341839286" data-ad-slot="2660907582">

♥ Найбільшого поширення набули двотактні джерела вторинного електроживлення, хоча й мають складнішу електричну схему порівняно з однотактними. Вони дозволяють отримувати на виході значно більшу вихідну потужність за високого ККД. Схеми двотактних перетворювачів-інверторів мають три види включення ключових транзисторів і первинної обмотки вихідного трансформатора: напівмостова, бруківка і з первинною обмоткою, що має відвід від середини.

♥Напівмостова схема побудови ключового каскаду. Її особливістю є включення первинної обмотки вихідного трансформатора до середньої точки ємнісного дільника С1 — С2.

♥ Амплітуда імпульсів напруги на переходах транзисторів емітер-колектор Т1 і Т2 не перевищує Uпит величини напруги живлення. Це дозволяє використовувати транзистори з максимальною напругою Uек до 400 вольт. У той самий час напруга на первинної обмотці трансформатора Т2 вбирається у значення Uпит/2, оскільки знімається з дільника С1 — С2 (Uпит/2). Керуюча напруга протилежної полярності подається на бази ключових транзисторів Т1 та Т2 через трансформатор Тр1.

♥ Вбруківці перетворювачі ємнісний дільник (С1 і С2) замінений транзисторами Т3 і Т4. Транзистори у кожному напівперіоді відкриваються попарно по діагоналі (Т1, Т4) та (Т2, Т3).

Напруга на переходах Uек закритих транзисторів не перевищує напруги живлення Uпит. Але напруга на первинній обмотці трансформатора Тр3 збільшиться і дорівнюватиме величині Uпит, що підвищує ККД перетворювача. Струм через первинну обмоткутрансформатора Тр3 за тієї ж потужності, порівняно з напівмостовою схемою, буде менше. Через складність у налагодженні ланцюгів управління транзисторів Т1 – Т4, мостова схема включення застосовується рідко.

♥ Схема інвертора з так званимпушпульним виходом найкраща в потужних перетворювачах-інверторах. Відмінною особливістю у цій схемі є те, що первинна обмотка вихідного трансформатора Тр2 має висновок від середини. За кожний напівперіод напруги по черзі працює один транзистор та одна напівобмотка трансформатора.

♥ Дана схема відрізняється найбільшим ККД, низьким рівнем пульсацій та слабким випромінюванням перешкод. Досягається це за рахунок зменшення струму в первинній обмотці та зменшення розсіюваної потужності в ключових транзисторах. Амплітуда напруги імпульсів у половині первинної обмотки Тр2 зростає до значення Uпіт, а напруга Uек на кожному транзисторі досягає значення 2Uпіт (ЕС самоіндукції + Uпіт). Необхідно використовувати транзистори з високим значенням Uкеmах, що дорівнює 600 – 700 вольт. Середній струм через кожен транзистор дорівнює половині струму споживання від мережі живлення.

Зворотний зв'язок за струмом або напругою.

♥ Особливістю двотактних схем із самозбудженням є наявність зворотного зв'язку (ОС) з виходу на вхід, струмом або напругою.

♥ У схемізворотного зв'язку за струмом обмотка зв'язку w3 трансформатора Тр1 включена послідовно з первинною обмоткою w1 вихідного трансформатора Тр2. Чим більше навантаження на виході інвертора, тим більший струм у первинній обмотці Тр2, тим більший зворотний зв'язок і більший базовий струм транзисторів Т1 і Т2. Якщо навантаження менше мінімально допустимого, струм зворотного зв'язку в обмотці w3 трансформатора Тр1недостатній для керування транзисторами та генерація змінної напруги зривається. Іншими словами, при зникненні навантаження генератор не працює.

♥ У схемізворотного зв'язку за напругою обмотка зворотного зв'язку w3 трансформатора Тр2 з'єднана через резистор R з обмоткою зв'язку w3 трансформатора Тр1. З цього ланцюга здійснюється зворотний зв'язок з вихідного трансформатора на вхід керуючого трансформатора Тр1 і далі базові ланцюга транзисторів Т1 і Т2. ♥ Зворотний зв'язок із напругою слабо залежить від навантаження. Якщо на виході буде дуже велике навантаження (коротке замикання), напруга на обмотці w3 трансформатора Тр2 знижується і може наступити такий момент, коли напруга на базових обмотках w1 і w2 трансформатора Тр1 буде недостатньо для управління транзисторами. Генератор перестане працювати. За певних обставин це явище може бути використане як захист від короткого замикання на виході. ♥ На практиці широко застосовуються обидві схеми зі зворотним зв'язком ОС як за струмом, так і за напругою.

Двотактна схема інвертора з ОС за напругою

♥ Для прикладу, розглянемо роботу найпоширенішої схеми перетворювача-інвертора – напівмостової схеми. Схема складається з кількох незалежних блоків:

- Випрямляючий блок - перетворює змінну напругу 220 вольт 50 Гц в постійну напругу 310 вольт;
— пристрій імпульсів, що запускають – виробляє короткі імпульси напруги для запуску автогенератора;
— генератор змінної напруги – перетворює постійну напругу 310 вольт на змінну напругу прямокутної форми високої частоти 20 – 100 КГц;
- Випрямляч - перетворює змінну напругу 20-100 КГц у постійну напругу.

♥ Відразу після включення живлення 220 вольт починає працювати пристрій запускаючих імпульсів, що представляє собою генератор пилкоподібної напруги (R2, С2, Д7). Від нього запускаючі імпульси надходять з урахуванням транзистора Т2. Відбувається запуск автогенератора. ♥ Ключові транзистори відкриваються по черзі і в первинній обмотці вихідного трансформатора Тр2, включеної в діагональ моста (Т1, Т2 - С3, С4), утворюється змінна напруга прямокутної форми. З вторинної обмотки трансформатора Тр2 знімається вихідна напруга, випрямляється діодами Д9 - Д12 (двонапівперіодне випрямлення) і згладжується конденсатором С5. На виході виходить постійна напруга заданої величини. ♥ Трансформатор Т1 використовується передачі імпульсів зворотного зв'язку від вихідного трансформатора Тр2 на бази ключових транзисторів Т1 і Т2.

♥ Двотактна схема ДБЖ має ряд переваг перед однотактною схемою:

- феритовий сердечник вихідного трансформатора Тр2 працює з активним перемагнічуванням (найповніше використовується магнітний сердечник за потужністю);
- напруга колектор - емітер Uек на кожному транзисторі не перевищує напругу джерела постійного струму 310 вольт;
- при зміні струму навантаження від I = 0 до Imax вихідна напруга змінюється незначно;
- Викиди високої напруги в первинній обмотці трансформатора Тр2 дуже малі, відповідно менше рівень випромінюваних перешкод.

♥І ще одне зауваження на користь двотактної схеми!

Порівняємо роботу двотактного та однотактного автогенераторів з однаковим навантаженням. ♥ Кожен ключовий транзистор Т1 та Т2 за один такт роботи генератора використовуєтьсялише половину часу (одну напівхвилю), другу половину такту «відпочиває». Тобто вся потужність генератора, що виробляється, ділиться навпіл між обома транзисторами і передача енергії в навантаження йде безперервно (то від одного транзистора, то від іншого), під час усього такту. Транзистори працюють у щадному режимі. ♥ В однотактному ж генераторі накопичення енергії у феритовому сердечнику відбувається під час половини такту, у другій половині такту йде її віддача у навантаження.

Ключовий транзистор в однотактній схемі працює у чотири рази більш напруженому режимі, ніж ключовий транзистор у двотактній схемі.

style="display:inline-block;width:728px;height:90px" data-ad-client="ca-pub-5076466341839286" data-ad-slot="2660907582">