Напівмостова схема ДБЖ, 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 Uпіт величини напруги живлення. Це дозволяє використовувати транзистори з максимальною напругою Uек до 400 вольт. В той же час напруга на первинній обмотці трансформатора Т2 не перевищує значення Uпіт/2, тому що знімається з дільника С1 - С2 (Uпіт/2). Управляюча напруга протилежної полярності подається на бази ключових транзисторів Т1 та Т2 через трансформатор Тр1.

♥ Умостовому 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 обмотку трансформатора Тр3 притієї ж потужності, порівняно з напівмостовою схемою, буде менше. З-за складності в налагодженні ланцюгів керування 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 кожен напівперіод напруги по черзі працює один транзистор і одна напівобмотка трансформатора. Дана схема відрізняється найбільшим ККД, низьким рівнем пульсацій і 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 (ЕРС самоіндукції + Uпіт). Необхідно використовувати транзистори з високим значенням Uкеmах, рівним 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 по струму 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 Тр1 недостатній для керування транзисторами ігенерація змінної напруги зривається. Іншими словами, при зникненні навантаження - генератор не працює.

♥ У схемізворотного зв'язку по напрузі 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 по напрузі

♥ 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 в постійну напругу.

♥ Відразупісля 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 почергово 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 зворотний зв'язок 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 і Т2 за один такт роботи генератора використовується лише 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">