Автономные инверторы напряжения (аин).
На входе АИН действует источник ЭДС, напряжение на выходе вентильной группы прямоугольное, а форма тока определяется характером нагрузки. Напряжение на нагрузке меняется мгновенно, поэтому нагрузка может быть активной или активно-индуктивной.
|
|
В момент времени t1 начинают проводить тиристоры VS1 и VS2. Под действием приложенного напряжения ток возрастает по экспоненте. В момент t2 тиристоры VS1 и VS2 выключаются, но ток в нагрузку идет в том же направлении через диоды VD3 и VD4 за счет энергии запасенной в индуктивности, но при этом напряжение на нагрузке уже изменило знак, а ток постепенно спадает. В момент t3 ток равен 0 и включаются тиристоры VS3 и VS4, полярность напряжения при этом не меняется, а ток меняет направление. Диоды предназначены для возврата реактивной энергии в источник питания.
Резонансные (колебательные) автономные инверторы (раи).
РАИ – инвертор, на входе и выходе вентильной группы которого ток прерывистый, а форма напряжения на выходе определяется нагрузкой.
|
|
В РАИ должно
выполняться условие: Rн<
2
.
При выполнении этого условия, процессы
при включении VS
носят колебательный характер. При
включении VS1
и VS2
проходит полуволна тока и конденсатор
Ск
заряжается с указанной полярностью.
После перехода через 0 VS
запирается. При включении VS3
и VS4
напряжение источника и напряжение на
Ск
действуют согласно, ток проходит в
противоположном направлении, конденсатор
перезаряжается, VS3VS4
запираются при спаде тока до 0. Напряжение
на нагрузке Rн
повторяет форму тока.
По применяемым вентилям РАИ делятся на:
- на РАИ на вентилях с неполным управлением;
- на РАИ на вентилях с полным управлением (транзисторах и запираемых тиристорах).
По способу коммутации РАИ на не запираемых VS делятся:
- на РАИ с одноступенчатой коммутацией в которых коммутация осуществляется с помощью коммутирующего конденсатора основными вентилями схемы без применения дополнительных тиристоров;
- на РАИ с двухступенчатой коммутацией в которых применяются специальные коммутирующие вентили.
По месту включения коммутирующих конденсаторов РАИ с одноступенчатой коммутацией делятся:
- на параллельные РАИ (коммутирующий конденсатор включен параллельно нагрузке);
- на последовательные РАИ (коммутирующий конденсатор включен последовательно с нагрузкой).
Прямоходовой преобразователь постоянного напряжения (пхп).
ПХП – одноключевой преобразователь, в котором для передачи энергии из первичной цепи во вторичные цепи используется трансформатор. Энергия передается из первичной обмотки во вторичную, когда ключ замкнут и через него течет ток. В схеме ПХП требуется предусмотреть ограничитель напряжения, так как при размыкании ключа протекание тока через все обмотки трансформатора прекращается. Ограничитель обеспечивает путь для тока вызванного намагничивающей индуктивностью трансформатора и индуктивностью рассеяния.
|
ПХП накапливает энергию в катушке индуктивности. У этой схемы большая продолжительность открытого состояния ключа относительно выключенного состояния, более высокое среднее напряжение во вторичной обмотке и более высокий выходной ток нагрузки.
Когда VT1 закрывается, ток в L1 не может измениться мгновенно и продолжает течь через VD2. То есть, в отличии от обратноходовой схемы, ток элемента сохраняя энергию течет во время обеих половин цикла переключения. Поэтому ПХП имеет более низкое напряжение выходных пульсаций, нет обратноходовых процессов при тех же выходных параметрах.
Двухтактные схемы не рекомендуется использовать в схемах контроллеров с управлением по напряжению, так как любой разбаланс в плечах первичной обмотки в итоге приведет к насыщению сердечника трансформатора.
Контроллер с управлением по току отслеживает разбаланс и ограничивает ток в обоих плечах.
Один из ключей и одна из обмоток могут быть нагружены больше, чем другие, но суммарная магнитная индукция в сердечнике контролируется путем ограничения максимального тока в каждой обмотке.
Самым большим преимуществом двухтактной схемы перед полумостовой является т о, что цепь управления ключами не требуется гальванически развязывать от входного напряжения. В двухтактной схеме нет необходимости в ограничителе цепей, так как один из двух выходных диодов продолжает проводить ток при закрытых ключах. Ток намагничивания индуктивности необходимо обнулять между циклами коммутации ключей.
|