free download

File name ec_2003_05_31.pdf

ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА: источники питания НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА ПОСТРОЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ DC/DС-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (ЧЕТВЕРТЫЙ КЛАСС) Александр Гончаров, к.т.н., генеральный конструктор группы компаний «Александер Электрик», координатор РАПИЭП -- Российской ассоциации производителей источников электропитания В четвертой статье цикла «Начальная школа» рассматриваются реальные процессы, происходящие в однотактном обратноходовом преобразователе (ООП) и однотактном прямоходовом преобразователе (ОПП) с учетом распределенных паразитных параметров. В статье анализируются особенности режимов работы транзисторов выходного каскада, сравниваются характеристики ООП и ОПП, даются критерии выбора оптимальной схемы для решения конкретной задачи. ПЕРЕХОДИМ В ЧЕТВЕРТЫЙ КЛАСС В «третьем классе», в предыдущей статье мы рассмотрели принцип действия родного брата автомобильной системы зажигания -- наиболее распространенного в мировой практике построения импульсных источников электропитания одинарного однотактного обратноходового преобразователя (ООП). Входное напряжение питания Uвх подается на последовательно соединенные первичную обмотку w1 трансформатора Т1 и ключ, реализованный на МОП-транзисторе VT1. При открытом транзисторе VT1 первичная обмотка w1 трансформатора Т1 подключена к источнику входного напряжения Uвх и в индуктивности обмотки w1 происходит накапливание энергии. После закрывания транзистора VT1 накопленная энергия с помощью вторичной обмотки w2 через выходной диод VD1 поступает в нагрузку и заряжает выходной фильтрующий конденсатор С1. Регулировочная характеристика ООП нелинейна: Uвх = Uвх Ч N Ч @/(1 ­ @) где N = w2/w1 -- коэффициент трансформации Т1, а @ -- коэффициент заполнения. В предыдущем классе мы нашли два интересных момента в работе ООП: 1) такие же изменения @, как и в ОПП, приводят к большим изменениям выходного напряжения. Т.е. ООП регулируется в более широких пределах меньшими усилиями; 2) ток через конденсатор С1 имеет характерный медленно спадающий участок во время паузы работы силового транзистора VT1, причем часть паузы ток может идти не в конденсатор (когда происходит желанный заряд конденсатора), а из конденсатора (разряд конденсатора). Так же, как и у ОПП, в ООП имеется два возможных характерных режима по току вторичной обмотки w2: режим неразрывных токов во время паузы и режим разрывных токов во время паузы работы силового транзистора VT1. Причем, в режиме разрывных токов ООП завышает выходное напряжение по сравнению с предписанным регулировочной характеристикой значением. И если главный герой, властелин колец, в ОПП -- ток намагничивания трансформатора, то в ООП главный герой -- это индуктивность обмотки трансформатора. Критическое значение индуктивности первичной обмотки w1, определяющее границу между режимами неразрывных и разрывных токов трансформатора Т1, равно: L1 = Uвых Ч T Ч Ч (1 -- @мин)2/(2Iвых Ч N2). Из этого выражения видно, что чем меньше ток нагрузки, тем большую индуктивность трансформатора необходимо обеспечивать. Вспомните, что похо