Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



Коэффициент динамических потерь для некоторых схем преобразователей напряжения

Тип схемы

Преобразователь с насыщающимся трансформатором (рис. 9.3, а)

Инвертор с переключающим трансформатором (рис. 9.7) Преобразователь с усилителем мощности и емкостиым фильтром (рис. 9.12, я) Преобразователь с усилителем мощности и индуктивным фильтром (рис. 9.13, а)

0.45/(0,5 +*„ас) ОМияс (рас + р.д)/1

0,2бА:„ас

р.д

Tt~p.j

Мощность, выделяемая на траизисторе в режиме насыщения, определяется током д. который протекает через траизнстор. и

остаточным па;;ением напряжения 17jgg на переходе коллектор- эмиттер в режиме насыщения

(9.37)

нас - 7)3 нас КЭ нас-

Потери мощности в режиме отсечки и насыщения не зависят от частоты преобразования и определяются только режимом работы силового транзистора по постоянному току.

При переходном процессе переключеиин транзистор, находясь в активной области, коммутирует полную мощность. Возникающие при этом динамические потери мощности Рт.дин зависят от частоты преобразования и существенно снижают КПД преобразователя, особенно при работе иа высоких частотах. Динамические потери зависят от инерциоиных свойств транзистора, режима его работы в схеме преобразователя и определяются по формуле

Рт. дин -КЭтт/п Йд,

(9.38)

где - коэффициент динамических потерь, учитывающий особенности работы транзистора в схеме преобразователя, в том числе влияние инерционных свойств диодов выпрямителя.

Значения коэффициентов динамических потерь для некоторых схем преобразователей приведены в табл. 9.1 [36].

Входящее в формулы табл. 9.1 время рассасывания <рас зависит от постоянной времени транзистора, коэффициента насыщения йнас и может быть определено по формуле [36]

/рас ~ Тт In (3fe„ao/(2A:„ac+ 1)1-

(9.39)



Для уменьшения динамических потерь необходимо выбирать для преобразователя высокочастотные безынерционные транзисторы и диоды.

9.6. Стабилизирующие преобразователи постоянного напряжения

Основные структурные схемы. Изменение входного питающего напряжения всегда вызывает изменение амплитуды выходного иапряжения преобразователя, а во многих преобразователях и изменение его частоты. В устройствах электропитания, как правило, требуется, чтобы выходное напряжение преобразователя поддерживалось с заданной точностью. Для этого применяются различные способы стабилизации выходного напряжения преобразователей. Стабилизирующими преобразователями называются такие устройства, которые обеспечивают на выходе постоянное напряжение Un с определенной, заданной техническими требованиями точностью при изменении входного напряжения питания t/„ и изменении тока нагрузки /н выходной цепи.

Основные структурные схемы стабилизирующих преобразователей иапряжения приведены на рис. 9.15, а их условные обозначения - в табл. 9.2.

В стабилизирующих преобразователях, выполненных по структурной схеме на рис. 9.15, а, осуществляется централизованное регулирование входного напряжения питания U„. Входной стабилизатор постоянного напряжения ВСН поддерживает неизменным напряжение питания преобразователя, с выхода которого снимается стабильное переменное напряжение. Поскольку выходное напряжение преобразователя имеет прямоугольную форму, то этот способ стабилизации применяется в многоканальных ИВЭ, когда от преобразователя необходимо получить несколько выходных выпрямленных напряжений ((/[,[-fiim) с почти одинаковой стабильностью (3 - 5 %).


Рис. 9.15. Основные структурные схемы стабилизирующих преобразователей:

а - с входным стабилизатором напряжения; б - регулируемый пре-. образователь с ШИМ; в - с выходным стабилизатором; г -с входным и выходным стабилизаторами напряжения



Таблица 9.2

Структурные схемы стабилизирующих преобразователей напряжения

Способ стабилизации напряжения преобразователя

Структура стабилизирующего преобразователя

Условное обозначение структуры

Централизованный

Децентрализованный

Смешанный

Непрерывный стабилизатор - преобразователь напряжения Импульсный стабилизатор - преобразователь напряжения Вольтдобавочный стабилизатор - преобразователь напряжения Регулируемый преобразователь Преобразователь напряжения - непрерывный стабилизатор Преобразователь напряжения - импульсный стабилизатор Импульсный стабилизатор - преобразователь напряжения - непрерывный стабилизатор Регулируемый преобразователь - непрерывный стабилизатор Вольтдобавочный стабилизатор - преобразователь напряжения - непрерывный стабилизатор

HC-f ПН ИС-f ПН ВДС + ПН РП

ПН -f НС ПН-f ИС ИС--ПН--НС

РП-f-HC

ВДС-ЬПН-f -f-HC

Централизованный входной стабилизатор ВСН на рис. 9.15, а может быть непрерывным, образуя структурную схему стабилизирующего преобразователя НС -f ПН или импульсным, образуя структурную схему HC-f ПН (см. табл. 9.2).

Достоинствами структуры НС + ПН являются простота схемы, возможность применения интегральных микросхем стабилизаторов. Недостатком ее являетоя значительная потеря мощности в регулирующем транзисторе стабилизатора.

Структура НС -f- ПН применяется в основном в микромощных ИВЭ с выходной мощностью 0,1-2 Вт при небольших пределах изменения напряжения первичного источника питания, когда требуется получить минимальные габариты устройства.

Более экономичными являются централизованные стабилизаторы напряжения, регулирующий элемент которых работает в импульсном режиме (структура ИС -f- ПН). Стабилизация выходного напряжения в них осуществляется путем изменения относительной длительности включенного и выключенного состояний регулирующего транзистора, который также рассчитывается на пропускание и коммутацию полного тока нагрузки. Однако потери в регулирующем транзисторе здесь оказываются значительно меньшими, чем в стабилизаторе с непрерывным регулированием; они определяются в основном потерями в цепи коллектора в режиме насыщения и переключения.

Недостатком импульсных стабилизаторов является то, что пульсация и динамическое выходное сопротивление в них оказы-



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


0.0133