3. Импульсные преобразователи постоянного напряжения

Понижающий импульсный преобразователь постоянного напряжения

Транз. VT управляется импульсами длител-ю t_и и периодом Т. На инт. 0<t<t_и VT открыт, диод VD заперт обратным для него напряж. U_вх. Ток замык. по кон. VT–L–R_н–U_вх, индукт-ть накапливает энергию. Напряж. на индук-ти u_L=U_вх – U_вых.

На инт. t_и<t<Т VT закрыт, но ток, поддерживаемый энергией накопленной в индукт-ти, продолжает протекать в прежнем направлении, замыкаясь по кон. VD–L–R_н. Напряж. на индук-ти u_L= U_вых.

Особ-ть: пост. составл-ая напряж. на индукт-ти равна нулю.

Конде-р С выполняет роль дополнит-го фильтра и при достаточно большой величине индук-ти может отсутствовать. Величина вых. напряж. пониж. преобраз-ля ,где γ = t_и/T – коэф. регулир-ния.

Повышающий импульсный преобразователь постоянного напряжения

Для работы повыш. преобр. необх. 2 накопителя энергии – дроссель L и кондер С.

Работа схемы: на 0<t<t_и транз. VT открыт, диод VD заперт обратным для него напряж. U_вых. Ток ч/з дроссель замык. по кон. LVTU_вх, индукт-ть накапливает энергию. Напряж. на индук-ти u_L= U_вх. Конде-р разряж-ся по кон. R_нС, отдавая энергию, накопл-ю в предыдущем цикле работы схемы.

На t_и< t <T VT закрыт, ток ч/з индукт-ть продолжает протекать в прежнем направлении, замык. по кон. LVDR_нU_вх. Одновр-но заряж-ся конде-р С. На этом интервале ток ч/з индук-ть уменьш., напряж. u_L меняет знак, приобретая полярность, противополож. полярности вх. напряжения.

В резул. вых. напряж. U_вых= U_вх u_L становится больше вх. на величину напряж. на индуктивности. Вых. напряжение повышающего преобразователя .

Инвертирующий импульсный преобразователь постоянного напряжения

В схеме инверт. преобр. вых. напряж. м/быть больше или меньше вх., полярность – противополож. полярности вх. напряж.

Р абота схемы. На 0 < t < t_и транз. VT

открыт, диод VD закрыт. Ток ч/з

индукт-ть замык. по кон. VTLU_вх, дроссель накапливает энергию.

Напряж. на дросселе u_L= U_вх. Одновр. конде-р разряжается по кон. R_нС отдавая энергию, накопленную в предыдущем цикле работы. В мом. вр. t_и VT закр-ся, ток ч/з индук-ть начинает уменьш., соответственно изменяется полярность напряж. на дросселе. Это напряж. ч/з открывшийся диод VD приклад-ся к нагрузке. В резул. напряж. U_вых имеет полярность, противоп-ую вх. напряж. Ток ч/з индук-ть на инт. t_и< t < T замык. по кон. LR_нVD, напряж. на дросселе u_L=  U_вых.

Величина вых. напряж. инверт. преобразователя: , т. е. при γ < 0,5 инвертирующий преобразователь является понижающим, а при γ > 0,5 – повышающим.

3. Структура трансформаторного импульсного источника электропитания

Структурная схема импул. источника электропитания:

Основная идея: поскольку габариты трансформатора существенно зависят от частоты, осуществить преобразование эл. энергии на высокой частоте.(десятки кГц).

Структурная схема импул. источника электропитания:

Сетевое напряж. частотой 50 Гц выпрямляется (В1), фильтруется (Ф1);полученное пост. напряж. по средствам инвертора преобразуется в имп. перем. напряж. повышенной частоты; имп. трансформатор (ТР) преобразует это напряж. по величине и осуществляет гальваническую развязку; далее это напряж выпрямляется (В2) и фильтруется (Ф2). Пунктиром связи необходимые для построения стабилизатора.