Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



ными обмотками и включают дроссели и L,. Для возвращения в источник питания энергии, накопленной в дросселях, введены дноды VD.j, VDi, VDt, VDg. К недостаткам схемы можно отнести то, что из-за разбросов времени выключения транзисторов может оказаться открытым только один из транзисторов УМ и через иего потечет удвоенное значение тока коллектора. К достоинствам схемы УМ на рис. 10.5, а следует отнести применение только одного трансформатора с числом первичных обмоток, равных чисЛу последовательно включенных УМ, одного выходного выпрямители (KD,, VDg) и сглаживающего фильтра (/.ф, Сф).

На рис. 10.5, б показано последовательное включение двух полумостовых УМ, каждый из которых нагружен на свой трансформатор (TV,, TV,). Крайние выводы вторичных обмоток трансформаторов TVi, TV, через выпрямительные диоды KDj, VD, и VDg, VDg объединены, а их средние выводы соединены между собой. В этой схеме автоматическое выравнивание напряжений на каждом усилителе обеспечивается за счет протекания тока первичной обмотки трансформатора только в том полумостовом УМ, который находится под большим напряжением питания. Это обусловлено большей амплитудой напряження на его вторичной обмотке и протеканием тока нагрузки только через те выпрямительные диоды, которые связаны с этой вторичной обмоткой. При этом происходит разряд конденсаторов делителя полумостового УМ с большим напряжением питания и заряд конденсаторов делителя полумостового УМ с меньшим напряжением питания. Такой процесс протекает до выравнивания напряжения питания на обоих усилителях. В процессе выравнивания напряжений на последовательно включенных УМ коллекторный ток транзисторов УМ с большим напряжением пита ния может вдвое превышать значение, которое установится после выравнивания напряжений. Подобное явление возникает из-за разбросов времени выключения транзисторов УМ, что приводит к протеканию суммарного тока первичных обмоток трансформаторов через оставшийся еще включенным транзистор УМ и является недостатком схемы.

В схеме па рис. 10.5, б не требуется включения линейных дросселей последовательно с первичными обмотками трансформаторов и соответствующих рекуперирующих диодов. Она наиболее часто применяется в ИПБВ.

Формулы для расчета частоты преобразования f„, приведенные в гл. 9, получены применительно к низковольтным преобразо вателям и не учитывают специфику высоковольтных УМ, используемых в ИПБВ. Выбор частоты преобразования fa, кГц, в преобразователях для ИПБВ проводится с учетом времени спада коллекторного тока транзисторов УМ tp„, мкс, по следующим эмпирическим формулам:

для двухтактного УМ

/п « 10/<сп; (10-15)

для однотактного УМ

/п«20 с„- (10.16)

Особенности расчета выходного трансформатора. Расчет трансформатора проводится по методике, изложенной в гл. 3, с учетом особенности нх работы в ИПБВ. Для трансформаторов усилителей мощности рекомендуется применять магиитопроводы из ферриту,



НМ2000. На частотах 10-60 кГц онн обладают малыми потерями н достаточно ВЫСОКО!") магнитной проницаемостью. Наиболее часто используются Шобразные н кольцевые магиитопроводы.

Кольцевые магиитопроводы обеспечивают повторяемость электрических параметров трансформаторов в серийном производстве и малую индуктивность рассеяния. Трансформаторы на Ш-образных магиитопроводах отличаются высокой технологичностью и меньшей трудоемкостью изготовления и наиболее предпочтительны при крупносерийном производстве.

Для трансформаторов полумостовых и мостовых УМ индукция не; должна превьнпать 0,2 Т, а для однотактных УМ с прямым включением днода значение Вт - В не должно превышать 0,15 Т. Лучшим магиитопроводом для УМ с обратным включением диода и УМ смешанного типа, частота преобразования которых лежит в диапазоне 10-60 кГц, являются магиитопроводы из пресс-пермаллоя типов МП-140 и МП-250, которые обладают малыми потерями в диапазоне частот до 100 кГц.

Индуктивность первичной обмотки трансформатора УМ с обратным включением диода

Omin «тах 7тах Ли

2Р,

Для расчетов значение т),, может быть принято равным 0,6.

Максимальное приращение индукции в магнитопроводе и число витков первичной обмотки трансформатора связаны соотноше» ннем

ДВ= 10* U»min nma.v/5c W. (10.15)

Коэффицнеит трансформации трансформаторов УМ однотактного с прямым включением диода и мостового

« = + Л- +Vma.v i»p)/VmaxCOm,«. 10.19)

Для полумостового УМ значение «, полученное по формуле (10.19), необходимо удвоить.

Коэффициент трансформации трансформатора однотактного УМ с обратным включением днода

П = 11-у,„ах)ии/7тахУот1п- 00-20)

Дроссели выходных сглаживающих фильтров ИПБВ изготовляются также ма магнитопроводе из МП-140 нли МП-250. Рекомендуется использовать также дроссели типа Д13, работающие на частотах до 100 кГц.

10.3. Режим работы силовых транзисторов и их базовые цепи

Режим работы силовых транзисторов. Обеспечение безопасных режимов работы мощных высоковольтных транзисторов является основным условием надежной работы ИПБВ. Для этого транзисторы должны не только работать в режимах, не превышающих предельно-допустимые, но и иметь достаточные запасы по напряжению, току и рассеиваемой мощности.




Рис. 10.6. Схемы включения форсирующих и смещающих цепей транзисторов усилителей мощности

Уменьшение рассеиваемой мощности при включении транзистора достигается за счет введения форсирующих цепей, которые обеспечивают подачу на время включения транзистора входного базового тока с крутым фронтом, превышающего в 1,7-2,2 раза его установившееся значение. Примеры включения форсирующей RC цепочки показаны на рис. 10.6, а, б.

Потери мощности в транзисторах существенно возрастают, если время нарастания коллекторного тока в них в 2 раза и более меньше времени восстановления обратного сопротивления силовых диодов выпрямителя на выходе УМ. В этом случае [12], как известно, образуется короткое замыкание выходной обмотки трансформатора н коллекторный ток транзистора может в 1,5-3 раза превысить установившееся значение, а рабочая точка транзистора может выйти за пределы области безопасных режимов. Для устранения этого явления необходимо в выпрямителях применять быстродействующие силовые диоды (например, с барьером Шотки или с тонкой базой) или включать последовательно с первичной обмоткой траисформа-тора линейный дроссель с индуктивностью

L ~ Unmax вособр/Ки-

(10.21а)

Если дроссель включается последовательно со вторичной обмоткой, то

~ 2т вособр н

(10.216)

Уменьшение рассеиваемой мощности при выключении транзистора обеспечивается за счет удержания на коллекторе транзистора УМ небольшого напряжения на время спада коллекторного тока, которое осуществляется с помощью параллельно подключаемых к транзистору конденсатора или диода, как показано на рнс. 10.6, в (92). На конденсаторе С, подключенном к коллектору транзистора VT через цепочку R, VO,, при включенном транзисторе устанавливается напряжение кэ нас • Скорость нарастания напряжения на коллекторе при закрывании транзистора, определяемая скоростью заряда конденсатора С, выбирается меньше скорости спада коллек-



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


0.0102