Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



A cy \\ из

L С VD -

Рис. 1.11. Структурная схема импульсного параллельного стабилизатора (повышающего типа)

Рис. 1.12. Структурная схема импульсного параллельного инвертирующего стабилизатора

блокирует нагрузку /?н и конденсатор фильтра С от регулирующего элемента РЭ. Когда регулирующий транзистор открыт, ток от источника питания (/„протекает через дроссель L, запасая в нем энергию. Диод VD при этом отсекает (блокирует) нагрузку и не позволяет конденсатору С разрядиться через открытый регулирующий транзистор. Ток в нагрузку в этот промежуток времени поступает только от конденсатора С. В следующий момент, когда регулирующий транзистор закрыт, ЭДС самоиндукции дросселя L суммируется с входным напряжением и энергия дросселя отдается в нагрузку; при этом выходное напряжениеоказывается больше входного напряжения питания (/д ((/о). В отличие от схемы на рис. 1.10 здесь дроссель не является элементом фильтра, а выходное напряжение становится больше входного на величину, определяемую индуктивностью дросселя L и скважностью работы регулирующего транзистора, определяемой по формуле (1.22).

Схема управления стабилизатором иа рис. 1.11 построена таким образом, что при повышении, например, входного напряжения питания и„ ((/о) уменьшается длительность открытого состояния и регулирующего транзистора иа такую величину, что выходное напряжение (/„ остается неизменным с бпределеиной степенью точности.

Импульсный параллельный инвертирующий стабилизатор выполняется по структурной схеме, приведенной на рис. 1.12. В отличие от предыдущей схемы здесь параллельно нагрузке /?д включен дроссель L, а регулирующий элемент РЭ включен последовательно с нагрузкой. Блокирующий диод отделяет конденсатор фильтра С и нагрузку R„ от регулирующего элемента.

Стабилизатор обладает свойством изменения (инвертирования) полярности выходного стабильного напряжения (/„ относительно полярности входного напряжения питания.

Из рассмотренных схем наибольшее применение находит последовательный импульсный понижающий стабилизатор (рис. 1.11), в котором сглаживание пульсации осуществляется Ki)LC-фильт-ром. В стабилизаторах повышающего типа (рис. 1.11 и рис. 1.12) дроссель L не участвует в сглаживании пульсации выходного постоянного напряжения. В этих схемах сглаживание пульсации достигается только за счет увеличения емкости конденсатора С. Это приводит к увеличению массы и габаритов фильтра и устройства в целом.



Транзисторные преобразователи

В источниках питания, потребляющих энергию от источников постоянного тока, например аккумуляторов, солнечных батарей и т. п., транзисторный преобразователь является основным функциональным узлом, преобразующим один номинал входного напряжения постоянного тока в ряд постоянных напряжений различных номиналов и полярности, гальванически развязанных друг от друга и от шин первичного питания. Транзисторный преобразователь является также центральным функциональным узлом в источниках питания с бестрансформаторным входом (ИПБВ), потребляющих энергию от сети переменного тока промышленной частоты. Прн этом в источниках питания находят применение как однотактный, так и двухтактные транзисторные преобразователи.

Однотактный преобразователь выполняется по структурной схеме, приведенной на рис. 1.13. Здесь транзистор VT, работающий в режиме переключений с трансформатором TV и цепью положительной обратной связи ОС, образуют автогенератор (блокинг-генера-тор). Последний преобразует входное постоянное напряжение питания Ua в прямоугольные импульсы определенной длительности и частоты. При открытом транзисторе к первичной обмотке трансформатора прикладывается входное напряжение питания 11, в трансформаторе запасается энергия, которая при закрытом транзисторе поступаетна вход выпрямителя В. Фильтр Ф сглаживает пульсацию выпрямленного напряжения на нагрузке

Двухтактный преобразователь выполняется по структурной схеме, приведенной на рис. 1.14, на транзисторах К7", и VT, к коллекторам которых подключена первичная обмотка трансформатора TV. Источник входного напряжения питания U„ подключается к эмиттерам транзисторов и среднему выводу первичной обмотки трансформатора.

При включении напряжения питания Un в автогенераторе возникают колебания и постоянное напряжение преобразуется в переменное напряжение прямоугольной формы, которое затем выпрямляется выпрямителем В и сглаживается фильтром Ф. В источниках питания находят применение два типа двухтактных автогенераторов: с насыщающимся и иенасыщающимся силовым трансформатором.

В автогенераторах с насыщающимся силовым трансформатором переключение транзисторов осуществляется за счет смены полярности напряжения на обмотках трансформатора в момент насыщения сердечника. В этих преобразователях цепь обратной связи ОС (базовые обмотки) находится на общем магнитопроводе трансформатора питания. Частота преобразования определяется параметрами трансформатора и напряжением на его первичной (коллекторной) обмотке. Основным недостатком таких преобразователей является резкое

"1 ОС \*{ту~]Ц в [I

г-h-Hl"

Рис. 1.13. Структурная схема однотактного преобразователя 2* «



+ 0-

Рис. 1.14. Структурная схема двухтактного преобразователя

увеличение тока через открытый транзистор в момент его насыщения, что вызывает дополнительные потери мощности в транзисторах.

В автогенераторах с иенасыщаЬщимся силовым трансформатором переключение транзистора осуществляется за счет введения в цепь обратной связи ОС дополнительных элементов, которые переключают транзистор до насыщения трансформатора. В качестве таких переключающих элементов может использоваться маломощный переключающий трансформатор, дроссель насыщения или /?С-цепи.

Двухтактные преобразователи с насыщающимся и иенасыщаю-щимся трансформатором ввиду их простоты и высокой надежности широко используются в источниках питания с выходной мощностью до нескольких десятков ватт.

Преобразователь с усилителем моиности выполняется по структурной схеме, приведенной на рис. 1.15. Здесь в преобразователь входят два функциональных узла: усилитель мощности УМ и задающий генератор ЗГ, который управляет режимом переключения транзисторов усилителя мощности. Трансформатор TV, выпрямитель В и фильтр Ф, обеспечивающие постоянное напряжение (/о в нагрузке, подключаются к усилителю мощности, который обычно выполняется по двухтактной или мостовой схеме на мощных транзисторах. В качестве задающего генератора, который управляет переключением силовых транзисторов усилителя мощности, используются рассмотренные выше двухтактные преобразователи с самовозбуждением. В высокочастотных преобразователях используются автогенераторы на операционных усилителях или иа логических элементах с внешними /?С-цепями, задающими частоту преобразователя до 200 кГц и выше.

Достоинством преобразователей с усилителем мощности является отсутствие влияния изменения нагрузки и входного питающего


Рис. 1.15. Структурная схема преобразователя с усилителем мощности



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


0.0095