Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



Следует отметить, что увеличение емкости конденсатора Cq может привести к задержке процесса переключения транзисторов и образованию паузы на нуле в кривой переменного выходного прямоугольного напряжения нз-за того, что при малых напряжениях яа базовых обмотках к базам обоих транзисторов прикладывается запирающее смещение. Для устранения этого явления необходимо обеспечить хорошую магнитную связь между обмотками трансформатора (см. гл. 3).

При работе преобразователя с самовозбуждением на выпрямитель с LC-фнльтром (рис. 9.5) переходные процессы переключения транзисторов усложняются тем, что выпрямленный ток через дроссель 1ф не может мгновенно измениться и практически остается постоянным в течение времени смены полярности переменного напряжения прямоугольной формы. Это определяет зависимость процесса переключения от инерционных свойств диодов выпрямителя в более сильной степени, чем при емкостном фильтре.

Осциллограммы напряжений и токов в автогенераторе, работающем па выпрямитель с iC-фильтром, показаны на рис. 9.6. При использовании в выпрямителе низкочастотных диодов с большим временем рассасывания заряда в момент смены полярности выходного напряжения оба диода выпрямителя оказываются открытыми, замыкая накоротко вторичную обмотку трансформатора. Вследствие этого переходный процесс переключения транзисторов затягивается, так как нарушается условие возникновения регенеративного процесса. При этом в выходном прямоугольном Напряжении преобразователя появляется пауза t„, а на выходе выпрямителя увеличивается пульсация. Длительность паузы определяется временем восстановления обратного сопротивления диодов и уменьшением тока через дроссель ф. Если индуктивиость дросселя Lф выбрана достаточно большой, то в преобразователе может нарушаться условие возникновения колебаний, что приведет к срыву генерации на время /п-

Если в выпрямителе преобразователя используются высокочастотные безынерционные диоды, то переходный процесс переключения транзисторов преобразователя сокращается, так как в этом случае дроссель ф сущестпенно увеличивает вносимое эквивалентное сопротиилепис.

Хотя высокочастотные диоды снижают опасность срыва генерации в автогенераторах с самовозбуждением, все же для повышения надежности таких устройств в них рекомендуется применять ем-костные,. не индуктивные фильтры. При необходимости получения большего Коэффициента сглаживания пульсации используются CiC-фильтры.

Достоинством преобразователей с насыщающимся выходным трансформатором является их простота, высокая надежность. Они находят широкое применение в ИВЭ с выходной мощностью от еди-. ниц до нескольких десятков ватт и частотой преобразования 20- 50 кГц. Основным недостатком преобразователей с насыщающимся трансформатором является наличие всплесков тока коллектора в момент выключения транзистора, что ведет к плохому использованию транзисторов и увеличению потерь в них. Значительно лучшими характеристиками обладают преобразователи с самовозбуждением, в которых выходной трансформатор не насыщается и работает в линейной области намагничивания.

Преобразователь с переключающим трансформатором (рнс. 9.7) выполняется на двух транзисторах и двух трансформаторах. Вы-

12* 355



tn

Рис. 9.6. Токн и напряжения в преобразователе, работающем иа выпрямите.чь с индуктивным фильтром

Рис. 9.7. Схема двухтактного преобразователя с переключающим трансформатором


ходной трансформатор TV, работает без захода рабочей точки в области насыщения. Коммутация транзисторов осуществляется маломощным переключающим трансформатором TV,. Резистор Ro.c в цепи первичной обмоткн переключающего трансформатора устраняет броски коллекторного тока прн переключении транзисторов. В момент насыщения переключающего трансформатора TV, падение напряжения на резисторе Ro.c резко возрастает, что приводит к уменьшению базового тока транзистора и выхода его рабочей точки в активную область.

В схеме преобразователя на рис. 9.7 введены защитные диоды VDj и VD,, которые ограничивают напряжение t/gg транзисторов КГ, и VT,.

Частота преобразования автогенератора определяется переключающим базовым трансформатором TV, и рассчитывается по формуле

(/,10*

"°4В,1К, Sc kc

Поскольку резистор Ро.с ограничивает напряжение на первичной обмотке переключающего трансформатора TV,, то изменением его сопротивления можно в небольших пределах регулировать частоту преобразования. .

Резистор Ro.c в первичной обмотке переключающего трансформатора определяется по формуле

Ro.c==i3b)ni . (9.21)

Кнас



где rii- WJk - коэффициент трансформации выходного ненасыщенного трансформатора TVi.

Ток базы транзистора в режиме насыщения определяется по формуле (9.13). Для обеспечения неизменного тока базы в течение всего времени насыщения переключающий трансформатор выполняется с малым током намагничивания, а в цепи базы включаются резисторы Rq. сопротивления которых определяются по формуле (9.14). Ток базы и выбранное напряжение на вторичных обмотках определяют мощность, на которую рассчитывается переключающий трансформатор TV2.

Коэффициент трансформации переключающего трансформатора «2 = eg/VT, рекомендуется выбирать меньше единицы, так как при этом резисторы в цепн базы имеют достаточное сопротивление, а длительность переходного процесса переключения существенно уменьшается.

Выходной трансформатор TVi работает в линейном режиме, поэтому прн расчете его индукция выбирается из условия = (0,7- 0,8) Bs.

Следует отметить, что большое различие коэффициентов передачи Нхэ транзисторов VTi И VT может привести к несимметрии в длительностях обоих полупериодов переменного напряжения и подмагничиваиню выходного трансформатора TVi. Если сердечник трансформатора выполнен из магнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса, то возможно его насыщение и несимметричный режим работы транзисторов, водном нз них(с большим коэффициентом передачи) будет наблюдаться всплеск коллекторного тока; он будет сильнее нагреватьса. чем транзистор с меньшим коэффициентом передачи.

Для устранения насыщения выходного трансформатора нгоб-ходимо использовать в нем магннтопровод с непрямоугольной крн" вой намагничивания или вводить регулируемую компенсацию не" симметрпи. например изменением сопротивления резисторов в це" пях базы транзисторов. Преобразователь с переключающим транс" форматором находит широкое применение в ИВЭ с выходной мощностью до 25 Вт и частотой 20-50 кГц.

9.3. Цепи запуска двухтактных автогенераторов

Основным условием надежной работы преобразователей с самовозбуждением является обеспечение уверенного запуска и существование колебаний при включении первичного источника питания. Для возбуждения автоколебаний в преобразователе должны выполняться два условия:

1) коэффициент усиления по цепи положительной обратной связи должен быть больше единицы;

2) устойчивое поддержание автоколебании как на медленном, так и иа быстром квазиустаиовившемся этапе.

Условие возиикиовения автоколебаний в преобразователе с самовозбуждением тесно связано с параметрами схемы, нагрузкой • 64, 65] и определяются неравенством

Аг1э«Б«и/(Б + Б)>(9 22)



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


0.0119