2.2.2 Источник вторичного электропитания с преобразованием напряжения

Совершенствование ИВЭП с целью повышения их КПД и уве­личение удельной мощности привело к созданию импульсных ИВЭП, в состав которых входят высокочастотные инверторы напря­жения. Структурные схемы таких ИВЭП с одни выходным каналом приведены на рисунке 2.4.

С Ф – помехоподавляющий фильтр ;

ВН – выпрямитель низкочастотный ;

ФН – фильтр низкочастотный ;

И - инвертор ;

ВТ - высокочастотный трансформатор ;

ВВ - высокочастотный выпрямитель ;

ВФ – высокочастотный фильтр ;

УУ – устройство управления.

Рисунок 2.4 - Обобщенная структурная схема с преобразованием напряжения

В зависимости от пропускаемого спектра частот помехоподавляющие фильтры СФ делятся на низкочастотные, высокочастотные, полосовые и режекторные. Например, в ВИП устройств вычисли­тельной техники применяются широкополосные фильтры низких частот. Если диапазон частот узкий и требуется большое затухание электромагнитных помех, применяют режекторные фильтры.

Функциональный узел инвертор требует питания постоянным напряжением, следовательно, нужно установить низкочастотный выпрямитель, так как частота сети составляет 50 Гц. и на выходе выпрямителя установить низкочастотный фильтр.

Инвертор преобразует постоянное напряжение в высокочастотное переменное напряжение требовательной величины. Высокочастотный инвертор практически имеют цепи отрицательной обратной связи по напряжении. Полоса пропускания инвертора составляет до нескольких десятков килогерц.

На выходе инвертора устанавливается высокочастотный трансформатор, который выполняет функции преобразования напряжения по величине и одновременно изолирует цепь сети от цепи нагрузки.

На выходе трансформатора устанавливается высокочастотный выпрямитель.

Высокочастотные выпрямители в зависимости от уровня напря­жения на нагрузке можно разделить на низковольтные (2-3 В) и высоковольтные (30-500 В), что определяет применение соответ­ствующих диодов. Для мощных низковольтных высокочастотных диодов важным параметром служит время восстановления

8

обратно­го сопротивления диода t_BOC , которое определяет длительность режи­ма "сквозных" токов в схеме выпрямления. Это увеличивает комму­тационные потери не только в диодах выпрямителя, но и в транзи­сторах инвертора. При этом элементы источника оказываются в режиме короткого замыкания, что создает условия для коммутаци­онных выбросов на фронтах переключения, ведущих к отказу

ис­точника. Время t_BOC должно быть в 3—4 раза меньше времени вык­лючения транзистора , что соответствует современным высокоча­стотным выпрямительным

диодам ШОТКИ t_BOC =0,3-0,5 мкс. Комму­тационные потери диода, а,

следо­вательно, КПД выпрямителя и объем радиатора существенно зави­сят от частоты выпрямленного на­пряжения. Например, при частоте 1-40 кГц КПД выпрямителя равно 0,81-0,78, а при частоте 100 кГц снижается до 0,75.

Анализируя данную схему, можно отметить следующие наиболее характерные достоинства схемы :

- наиболее высокий КПД схемы ;

- уменьшение массогабаритных показателей схемы .

Недостаток схемы :

- более сложная конструкция ;

- создание высокочастотных помех.

Дополнительный материал к лекции 14 для самостоятельной работы