Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



Икэ

Рис. 9.11. Формы выходного напряжения высокочастотных преобразователей:

а-без демпфирующих цепочек; б - с демпфирующими цепочками

К закрытому транзистору полумостового усилителя (как и в мостовом) прикладывается напряжение, определяемое по формуле (9.28).

Применение в преобразователях высокочастотных транзисторов обусловливает высокие скорости изменения тока коллектора diy/dt через соединительные провода, имеющие паразитные индуктивности и емкости. Это вызывает высокочастотные колебания (рис. 9.11, а) на фронтах выходного прямоугольного напряжения с частотой в десятки мегагерц и амплитудой, которая может превышать максимально допустимое напряжение для транзистора и явится причиной его пробоя.

Для защиты транзисторов от перенапряжений вводят дополнительные элементы, демпфирующие паразитные колебания. В схеме Иа рис. 9.10, а для этой цели введена РС-цепь, шунтирующая первичную обмотку трансформатора TV,. При этом снижается скорость изменения тока коллектора и срезаются паразитные колебания; форма выходного напряжения принимает вид, показанный на рис, 9.10, б. Однако следует заметить, что динамические потери при этом возрастают. В схеме преобразователя на рис. 9.10,6 введены две демпфирующие цепочки: R, С, и R,, С,, шунтирующие выводы коллектор-база силовых транзисторов VT, и VT,, которые дают такой же эффект уменьшения паразитных колебаний.

Выходной трансформатор для транзисторов УМ представляет активно-индуктивную нагрузку. Поэтому при смене полярности, управляющего напряжения в процессе коммутации запираемый транзистор оказывается в инверсном режиме, в котором токи через иего не регламентируются техническими условиями. Для защиты УМ от инверсных токов параллельно каждому транзистору включаются возвратные диоды, как это показано на рис. 9.10, е. Возвратные диоды VDi-VDi выбирают по обратному напряжению и прямому току.

Процессы коммутации в преобразователях с независимым возбуждением должны учитываться при проектировании высокочастотных преобразователей (/„ = 50 -f- 200 кГц), в которых переходный процесс занимает значительную часть периода колебаний. В переходном процессе коммутации при формировании фронта выходного прямоугольного напряжения определяющим является реакция сглаживающего фильтра выпрямителя.

Рассмотрим процесс коммутации в преобразователе, выпрямитель которого работает иа емкостный фильтр рис. 9.12, а; осциллограммы напряжений и токов в ией приведены иа рис. 9.12, б-ж.




Пусть в исходном состоянии транзистор VTl открыт и через Него протекает ток „ас транзистор VT2 закрыт. В момент происходит смена полярности управляющего иапряжения Ux и переключение транзисторов. Однако в течение интервала времени ig-ti транзистор VTi еще продолжает находиться в открытом состоянии из-за рассасывания избыточного заряда в его базе.

В течение времени рассасывания рас напряжение Un по-прежнему остается приложенным к первичной обмотке трансформатора, на выходе которого напряжение t/j сохраняет свою полярность (рис. 9.12, ж). Диод VDi открыт, обеспечивая ток 1„, а диод KjDj закрыт.

После окончания рассасывания р ток убывает (рис. 9.12, в), ние U2 уменьшается, начинает запираться и через него в обратном направлении проходит большой ток /обр m (рис. 9.12, Э).

При смене полярности входного напряжения Ubx (рис.9.12,б) начинает открываться транзистор VT2. Однако при этом транзистор VTl из-за своей инерционности еще не закрылся и пропускает ток. Это приводит к тому, что иа фронте импульса коллекторного тока открывающегося транзистора VT, как и на срезе импульса коллекторного тока закрывающегося транзистора VTi, появляются коммутационные выбросы (рнс. 9.12, в, г). Амплитуды этих токов не одинаковы и определяются по формулам 136]

Рис. 9.12. Схема двухтактного усилителя мощности, работающего на выпрямитель с емкостным фильтром (а), и осциллограммы напряжений и токов в его элементах (б-ж)

времени

К1 Р""" напряже-диод VDi

К1т - б нас гЫ

21э2 + 2К нас/Б нас

21э1

21э2

К2т - нас 21 э2

21э1

+ /к „ас/

К насБ нас

2/г21э1 -f ftjis?

(9.31)

(9.32) 365




Здесь индексы «1 н 2».относятся к транзисторам КГ, и VT,. В преобразователях с независимым возбуждением выброс тока при запирании транзистора всегда превышает выброс тока при отпирания (K2ni- После выхода транзистора VTi из режима насыщения происходит смена полярности выходного напряжения, длительность фронта которого

/ф = Тт. In X

2 1э1 +21э2 + кт/Р нас

ЗЫ +2 132 ~кш/Б нас (9.33)

По известной длительности фронта переменного прямоугольного напряжения определяется требуемая емкость сглаживающего фильтра по формулам (9.19).

Процессы коммутации в преобразователе с выпрямителем и индуктивным фильтром (рис. 9.13, а-ж) отличаются от рассмотренных тем, что иа этапе рассасывания заряда и восстановления обратного сопротивления оба диода выпрямителя оказываются открытыми (рис. 9.13, д, е), поскольку ток через дроссель фильтра Lф не может мгновенно изменить своего направления. Это приводит к тому, что преобразователь в течение части периода работает в режиме короткого замыкания и его выходное напряжение равно нулю (ступенька на рис. 9,13,»;).

Рнс. 9 13. Схема усилителя мощности на выпрямитель с фильтром (а), и осциллограммы напряжений и токов в его элементах (б-ж)

двухтактного работающего индуктивные



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


0.0106