Однотактный ключевой преобразователь импульсных ип с обратным включением диода.
Ключевой преобразователь (см. раздел «Преобразователи частоты»). Но, отличительная особенность преобразователей таких источников питания (импульсных) – некритичность к синусоидальности выходного напряжения (оно должно быть переменным, но не обязательно синусоидальным, желательно постоянной амплитуды).
Может быть однотактным и двухтактным. Однотактные могут быть: с обратным включением выпрямительного диода и с прямым включением выпрямительного диода.
Диод в такой схеме работает в противофазе с ключевым транзистором (транзистор открыт – диод закрыт, и наоборот). При открывании VT1 трансформатор накапливает энергию, т.к. ток во вторичной обмотке отсутствует (поскольку в это время закрыт диод VD). Диод открывается после закрывания транзистора, запасённая энергия с трансформатора проходит через диод, заряжает конденсатор и передаётся в нагрузку. Преобразователь формирует высокочастотное выходное напряжение, которое потом сглаживается фильтром (фильтрующим конденсатором).
Однотактные схемы используются для источников мощностью до 100 Вт. Для большей мощности используются двухтактные схемы. Наибольшее распространение получила полумостовая схема:
Рисунок 1
Отличительная особенность – наличие отвода от средней точки (является общим выводом[«-»]).
Однотактный ключевой преобразователь импульсных ип с прямым включением диода.
Ключевой преобразователь (см. раздел «Преобразователи частоты»). Но, отличительная особенность преобразователей таких источников питания (импульсных) – некритичность к синусоидальности выходного напряжения (оно должно быть переменным, но не обязательно синусоидальным, желательно постоянной амплитуды).
Может быть однотактным и двухтактным. Однотактные могут быть: с обратным включением выпрямительного диода и с прямым включением выпрямительного диода.
--с прямым включением выпрямителя
Двухтактный ключевой преобразователь импульсных источников питания.
Ключевой преобразователь (см. раздел «Преобразователи частоты»). Но, отличительная особенность преобразователей таких источников питания (импульсных) – некритичность к синусоидальности выходного напряжения (оно должно быть переменным, но не обязательно синусоидальным, желательно постоянной амплитуды). – Двухтактный преобразователь. В этой схеме диоды открыты одновременно (в той же фазе), что и ключевой транзистор.
Рисунок 5
Отличие: поскольку цикл накопления и передачи в нагрузку энергии в трансформаторе совпадают, в нём может оставаться часто накопленной энергии. Эта часть при закрытом VD1 возвращается через вспомогательную размагничивающую обмотку w1. Аналогичное назначение имеет диод VD3 (он работает в период размагничивания вторичной обмотки). L1 нужен, чтобы конденсатор не закрывал VD2.
ШИМ-регулирование выходного напряжения импульсного источника питания.
Уровень выходного напряжения можно регулировать за счёт изменения параметров выходного фильтра. Управление транзисторами VT1 и VT2 осуществляется с помощью ШИМ-контроллера. Для ШИМ-регулирования выходного сигнала используются Uион = const, Uвых = var, Uошибки = Uвых – Uион.
Uош 0
ШИМ-контроллер содержит генератор линейно изменяющегося напряжения
Рисунок 2
Устройство управления работает следующим образом: при увеличении выходного напряжения…
Т.к. УУ работает на высокой частоте, то эти колебания будут не особо заметны.
УУ кроме ШИМ/ШИР-управления имеет также важную функцию – защита выходного каскада от пробоев (например при коротком замыкании на выходе). Поэтому следует как можно быстрее закрыть транзисторы в аварийном режиме (в первую очередь при КЗ, при бросках сетевого напряжения, при обрыве нагрузки).
Идеальный алгоритм защиты:
обнаружение аварийного режима на его начальной стадии
быстрое отключение силовых элементов (отключение выходной последовательности ШИМ)
выдержка в отключённом состоянии (десятки, сотни мс)
плавное включение ключевого преобразователя
если нормальный режим не восстановился – повторение цикла в течении единиц секунд
если аварийный режим не самоустранился – окончательное отключение источника от сети
На практике такой алгоритм реализуется редко полностью (это затратно). Продвинутые ШИМ-преобразователи содержат дополнительные входы – режим нормальной работы.
ШИМ-контроллер TL494 (аналог КА7500)
Характеристики:
16-выводной корпус;
содержит 2 усилителя ошибки (выводы 1, 2 – сигналы IN1 и IN1; выводы 15,16 - – сигналы IN2 и IN2)
встроенный генератор линейно изменяющегося напряжения
для регулирования частоты необходимо подключать к выводу 5 – конденсатор, к выходу 6 – резистор; частота при этом – 0,1 RC
прецизионный источник напряжения – вывод 14 (Uоп = 5+-5%
компаратор регулировки «мёртвого времени» - вывод 4 – обеспечивает разницу импульсов не более 5%, для этого на вывод 4 подаётся невысокое смещение <= 0,3 В (в аварийном режиме это значение равно уровню логической единицы, и компаратор блокирует работу выпрямителя)
вход сигнала 3
2 независимых выходных формирователя импульсов, подаваемых на вход транзисторов
выводы 8,9 – коллектор, эмиттер первого внутреннего транзистора (неуправляемого)
выводы 11,10 – коллектор эмиттер второго канала управления
возможно переключение режима из работы (двухтактный [парафазный], для этого на вывод 13 подаётся 5В и синфазный – на вывод 13 – 0 В)
Классификация релейных элементов силовой преобразовательной техники
Релейные элементы – устройства, состояние которых изменяется скачкообразно при достижении входных сигналов некоторого определённого значения. Процесс изменения – срабатывание реле, а необходимое для срабатывания значение – порог срабатывания.
Реле применяются в схемах управления (автоматики), для коммутации электрических цепей, для выполнения логических функций (триггеры). Также с помощью реле можно фиксировать изменение отклонения контролируемого параметра (например отключение при превышении пороговой температуры).
Классификация реле
По входной физической величине:
электрические
термические
оптические
пневматические
механические и др.
Изменение входного сигнала контролируется. Реле может реагировать на разность значений двух сигналов (дифференциальное реле), на скорость изменения сигнала, на изменение знака.
По выполняемым функциям:
коммутационная – замыкание/размыкание электрических цепей
защитная – разъединение цепей (термореле)
реле времени – включение/отключение на некоторое (через некоторое) время и др.
По конструкции (построение и определяемый им принцип действия):
магнитоэлектрическое
индукционное
электромагнитное
полупроводниковое
биметаллические
По исполнению выходных цепей:
контактные
бесконтактные