Главная Источники вторичного электропитания - часть 1



Максимальные значения токов дросселя, силового транзистора и замыкающего диода равны сумме (3.31) и (3.32):

г, г г Ua i Uq ТКз /о оо\

-макс ~-к.макс--«Д макс- "1 ~ • (о.ОО)

Минимум тока дросселя

.Для определения потерь в силовых элементах повышающего ИСН. лри безразрывных токах дросселя могут быть использованы сле-.дующие выражения.

Мощность, рассеиваемая в открытом силовом транзисторе.

Р . р вых

1 /7/?h\Vi .n W Un *

:B закрытом транзисторе рассеивается мощность Средняя мощность, рассеиваемая в открытом диоде.

Рп=Р

"гн Un

/ TRn \

Uu V

Un I V

Un Rh

Средняя мощность, рассеиваемая в закрытом диоде,

Uu

обр*н

Un I

Средняя мощность, рассеиваемая в обмотке дросселя.

Pl =Я

Rr Ul

Rn t/2.

I TRn \

Uh i Vi

Средняя мощность, рассеиваемая в последовательном активном сопротивлении конденсатора.

Rr

« Rh L

Uh j Un

Vfi-

/ \ Un /

[ Ua /

r-t--""" Miwv,v.in ipcuycMuc значение коэффициента

.заполнения определяется с помощью следующего выражения:

• К..-УШШ. ,3.35)

•Относительное время протекания тока дросселя во время паузы

.б4п = Яз.р

(3.36)

Un~Uu

-Максимальные значения токов дросселя, силового транзистора и замыкающего диода можно определить из выражения

Д /l р II макс.р - -к.макс.р = /д макс.р

UaTK

(3.37)

При разрывном токе дросселя его действующее значение определяется из выражения

Потери в транзисторе составят

Мощность, рассеиваемая в замыкающем диоде, рассчитывается; по формуле

р -J2 г 4- ./ пГ.б<п/С\ г, , /, UnTK РД-дцГД-\-ДДср=--Д -Г-ид-

Мощность, рассеиваемая в активном сопротивлении обмотки дросселя,. ~

PL=-hr--.---

Для определения пульсаций на входе и выходе повышающего-йен можно воспользоваться разложениями в ряд Фурье импульсного тока, протекающего в силовых цепях понижающего стабилизатора, учитывая, что входная и выходная стороны поменялись-местами. Поэтому для амплитуды первой гармоники тока коллектора силового транзистора, протекающего также и через входной конденсатор, справедливы выражения:

для режима безразрывных токов дросселя и

(3.38>

С05 2пКз(б Ln+1) - COS (sip[t -f-

- C0S2jt/C,(H-l/6 tL[n)+

sin 2л Кз (1 + n)-?7-;.sin 2я Кз (б п + о

sinwp t

(3.39>

- для режима разрывных токов.

Соответственно амплитуда первой гармоники тока, протекающего через конденсатор выходного фильтра, определяется из выражений:

Свых (®р 0 =

/ср + Д 2

8ш2я/Сз--(соз2я/(з-1)

2п Да

COS (Ор -f

lc±ML COS 2 я /Сз + -1221=: + -[sin 2пК.

sincop

(3.40> 8Т



для режима безразрывных токов дросселя и

" Д/р sin 2я/Сз Д/р(со5 2я/С., -1)

1А/р cos 2я /Сз Д/р sin 2я Ks " 2я2 /Сз

COS 4-

sin СОр t

для режима разрывных токов.

Значения А/, А/р, /ср определяются из выражений (3.32), (3.37), (3.31). • .

Если применяются многозвенные выходные фильтры, пульсации напряжения на конденсаторах рассчитываются в соответствии с эквивалентной схемой на рис. 3.21 по формулам (3.28), (3.29). -

ln Рис. 3.21. Эквивалентная схема многозвенного фильтра

Для расчета пульсаций напряжения на конденсаторе входного фильтра и выходном конденсаторе однозвенного сглаживающего фильтра могут быть использованы выражения (3.24), (3.28). Графики (зависимостей (3.23), (3.26). приведены на рис. 3.22 и 3.23. По ним легко и с достаточной для инженерных расчетов точностью определяются искомые значения.

j /

<


Рис. 3.22. Зависимость амплитул Риг ? 9? q

гармоник тока, потребляемого им" гапмони?т.амплитуд пульсным регулятором, от коэЛЛи тоа дросселя от коэффи-

циента заполнения " """ заполнения

Инвертирующий ИСН. На рис. 3.17 приведена схема силовых цепей инвертирующего ИСН, а на рис. 3.20 - временные диаграммы основных электрических процессов, протекающих в них, при безразрывном и разрывном токах дросселя. Выражение, определяющее значение Кз в зависимости от Un и Un. имеет вид

Знак Кз положительный, так как знак напряжения на нагрузке противоположен знаку напряжения питания. Напряжение на нагрузке и ток нагрузки зависят от

U, = UMi}-K,): (3.4,1):

/о„ = /.»=/к..р=/. = . (3.42);

Амплитуда пульсаций тока дросселя, отклонения от средних токов коллектора силового транзистора и замыкающего диода определяются по формуле

А/=А/„ = А/д = 1/„Г/Сз/21. (3.43)

Максимальные значения токов дросселя силового транзистора и замыкающего диода равны сумме (3.42) и (3.43):

I- макс

- /к.мако - /д макс -

Пш(\ - Кз)

(3.44)

Минимум тока дросселя равен разности /lcp и A/j,:

Энергетические соотношения для инвертирующего ИСН при безразрывных токах дросселя определяются по следующим формулам. Мощность, рассеиваемая за время открытого состояния транзистора,

/?вых t/н /i iALUi4.J /ZjY

Рт =Р нас н

Rn Uu

Мощность, рассеиваемая в диоде во время паузы.

Рп = Р,

Uu Rh

Т2 1-

TRn L Un

Мощность, рассеиваемая в обмотке дросселя,

Рг.=Р.

Uu I

1 / TRnV

Uh Un

Мощность, рассеиваемая в последовательном активном сопротивлении конденсатора,

Рс=Рп

1 (TRn\



При разрывных токах дросселя выражение (3.41) необходимо заменить на следующее:

(3.46)

Относительное время протекания тока дросселя во время паузы находится по формуле

8кп = К,.г

(3.47)

Максимальные значения токов дросселя, силового транзистора и замыкающего диода определяются из выражения (3.43).

Действующее значение тока дросселя можно найти по формуле

(3.48)

Мощность, рассеиваемая в обмотке дросселя,

Потери в насыщенном транзисторе составят

ul Г» к\

Рт нас

3£2

вых*

Потери в открытом замыкающем диоде вс время паузы

ulTbtrI.

РД и = 1дпД + д7д ср =

3L«

2L -

Нетрудно заметить, что форма входного тока инвертирующего стабилизатора полностью соответствует форме входного тока понижающего ИСН, а его выходной ток - выходному току повышающего ИСН, Поэтому для определения амплитудных значений первой гармоники входного тока инвертирующей схемы без изменений могут быть использованы выражения (3.13) и (3.25), а для выходного тока - (3.39) и-(3.40), В той же мере остаются справедливыми и выражения, определяющие, уровень пульсаций на входных и выходных конденсаторах.

Конвертор с разделительным конденсатором представляет собой последовательное соединение повышающего и понижающего стабилизаторов постоянного напряжения через разделительный конденсатор с применением частичной магнитной связи между силовыми дросселями.

Схема конвертора, приведена на рис. 3.24. Дроссели Li и связаны индуктивно. Напряжение на нагрузке имеет отрицательный знак по отношению к питающему напряжению и зависит от Кз:

и«и.

1-/с.

(3.49)

инвертирующего ИСН. f"\4J 3 25. Штриховыми линиями показав..

еТсы VtT: «епяТ „о без связи между дросселями. Та-

ГуГстр".турум:1о рассматривать как последовательно включенные повыша-

Рис. 3.24. Схема импульсного преобразователя напряжения с разделительным конденсатором


Рис 3 25. Временные диаграммьв электрических процессов в. импульсном преобразователе напряжения с разделительным конденсатором


Рис. 3.27. Схема однотактншлг преобразователя напряжения с накопительным дросселем

ющий н понижающий импульсные стабилизаторы с емкостной связью между нимп и одним общим силовым транзистором. Действительно, напряжение на входе Li относительно общего провода связано с напряжением па нагрузке соотношением

Un = и 12 Кз,

(3.50) 91



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [14] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46


0.0139