Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



1 ф,

Рис. 1.16. Структурная схема преобразователя с входным стабилизатором напряжения

напряжения на частоту преобразования; в них также просто организуется управление работой силовых транзисторов по любому требуемому закону.

В транзисторных преобразователях, выполненных по рассмотренным структурным схемам, выходное напряжение Uq изменяется при изменении входного питающего напряжения (/ц или тока нагрузки. Стабилизация выходного напряжения реализуется в специальных схемах стабилизирующих преобразователей.

Преобразователи с входным стабилизатором напряжения выполняются по структурной схеме, приведенной на рис. 1.16. Централизованный стабилизатор С ,, на вход которого подается напряжение питающей сети постоянного тока 11, обеспечивает стабильное напряжение от которого питается преобразователь ПН. Источник, выполненный по структурной схеме на рис. 1.16, может быть одноканальным или многоканальным. Выходное напряжение Uq после выпрямителя и фильтра 0i имеет точность не лучше 3-5% . Для получения более высокой стабильности (0,1 - 1%) после выпрямителя включается непрерывный стабилизатор (CHj) по второй цепи (Bj. Фг)-

Преобразователи с входным стабилизатором широко применяются в многоканальных ИВЭ. Прн этом в зависимости от выходной мощности применяются различные типы стабилизаторов. Преобразователи с входным непрерывным стабилизатором используются при выходной мощности от долей до единиц ватт. Стабильное напряжение питания (/щ < U-a, вследствие этого на регулирующем транзисторе стабилизатора падает значительное напряжение; КПД такого стабилизирующего преобразователя не выше 0,5.

Преобразователи с входным импульсным стабилизатором используются при выходной мощности от единиц до десятков ватт; они имеют более высокий КПД (0,6-0,8). В большинстве маломощных ИВЭ применяются импульсные последовательные стабилизаторы, в которых выходное напряжение (/щ < и. В более мощных преобразователях (до сотни ватт и более) в качестве входного используется импульсный стабилизатор повышающего типа или вольтодо-бавочный стабилизатор (ВДС). В этих устройствах Ущ > Уд. следовательно, потребляемый преобразователем ток меньше по сравнению с понижающим стабилизатором при одинаковой выходной мощности.

Преобразователи с входным стабилизатором генерируют переменное напряжение прямоугольной формы, что позволяет существенно уменьшить массу и габариты сглаживающих фильтров. Это особенно важно для многоканальных ИВЭ с маломощными выходными цепями.

Регулируемый преобразователь выполняется по структурной схеме, приведенной на рис. 1.17, а, в которой реализуется одновре-



меино две функции - преобразование и стабилизация напряжения. Преобразователь, состоящий из задающего генератора ЗГ и усилителя мощности УМ, управляется схемой СУ, в состав которой входит широтно-импульсный модулятор (ШИМ). Выходное прямоугольное переменное напряжение преобразователя имеет паузу на нуле (рис. 1.17, б), Изменением которой и достигается стабильность по среднему значению выходного выпрямленного напряжения. Измерительный элемент ИЭ включен по одной выходной цепи (Bj, При возрастании выходного напряжения и„2, например за счет улеличення входного напряжения Уц или уменьшения тока нагрузки, выделенный в ИЭ сигнал поступает в схему управления СУ, где ШИМ увеличивает длительность паузы /„ так, что выходное напряжение (/н2 остается стабильным с определенной степенью точности.

Наличие паузы с переменной длительностью в выходном напряжении преобразователя определяет требования к сглаживающему фильтру выпрямленного напряжения, который должен начинаться с индуктивности в каждой выходной цепи. Наличие LC-фильтров, а также то, что слежение ведется только за одной выходной цепью, определяют область рационального применения регулируемых преобразователей в одноканальных ИВЭ или в многоканальных ИВЭ, имеющих одну мощную выходную цепь, за которой ведется слежение, и две-три маломощных цепи, нв выходе которых устанавливаются непрерывные стабилизаторы.

Регулируемый преобразователь с бестрансформаторным входом, структурная схема которого приведена на рис. 1.18, работает от сети переменного тока, напряжение которой подается непосредственно иа выпрямитель 5j с фильтром Ф, без входного силового трансформатора; за счет этого существенно уменьшается масса и габариты ИВЭ.

Выпрямленное напряжение преобразуется стабилизирую, щнм преобразователем С/7, который работает на высокой частоте:

I-i

I ЗГ Н СУ Ь-[IF

Рис. 1.17. Структурная схема стабилизирующего преобразователя с широтно-импульсной модуляцией




Рис. 1.18. Структурная схема регулируемого прсобра.човатсля с бестрансформаторным входом

20-60 кГц, поэтому трансформатор TV, обеспечивающий требуемый уровень выходного напряжени я, имеет малую массу и габариты. Стабилизация выходного напряжения реализуется в преобразователе СП, например, с помощью ШИМ.

Глава вторая

Характеристики и режимы работы элементов источников вторичного электропитания

2.1. Полупроводниковые диоды

Основные параметры. Полупроводниковые диоды в ИВЭ используются для выпрямления переменного напряжения в постоянное, При этом диоды работают в широком диапазоне напряжений и токов - от долей вольта до десятков и сотен киловольт и от единиц микроампер до сотен ампер. Частотный диапазон выпрямленных переменных напряжений также очень широкий - от промышленной частоты в ИВЭ, работающих от стационарных сетей энергоснабжения до десятков н сотен килогерц в ИВЭ с промежуточной частотой преобразования. Вследствие этого в источниках электропитания используется большое количество различных типов диодов, позволяющих преобразовывать переменные напряжения в постоян ные с минимальными потерями и при минимальных габаритах и массе устройств.

Выпрямительные свойства силовых диодов характеризуются рядом параметров, определяющих токи и напряжения в прямом и обратном направлениях. Эти параметры определяются вольт-амперной характеристикой (ВАХ) диода, приведенной иа рис, 2,1. Прямая ветвь ВАХ характеризуется следующими параметрами по напряжению: Uiip - постоянное прямое напряжение - значение постоянного напряжения на диоде, обусловленное постоянным прямым током диода; (/пр,ср -среднее за период значение прямого напряжения при заданном среднем прямом токе через диод (/пор - пороговое напряжение значение постоянного прямого напряжения выпрямительного диода в точке пересечения с осью напряжений прямой линии, аппроксимирующей ВАХ в области больших токов (А Б на рис. 2.1).



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 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.0116