Обратноходовой преобразователь постоянного напряжения (охп).
Основная схема, по которой выполнены многие маломощные источники питания – это ОХП. Эта схема преобразует одно постоянное напряжение в другое, регулируя выходное напряжение посредством ШИМ, либо ЧИМ. Модуляция ширины импульса – это метод управления основанный на изменении отношения длительности выключенного состояния ключа к выключению при постоянной частоте. В ОХП длительность выключенного состояния больше длительности выключенного состояния для того, чтобы большее количество энергии было вынесено в трансформатор и передано в нагрузку.
|
Ключевой VT1 управляется схемой ШИМ – модулятора. Когда VT1 открыт, ток в первичной обмотке линейно увеличивается. Этот трансформатор фактически является дросселем со вторичной обмоткой, и в отличии от обычного трансформатора накапливает в себе существенное напряжение. Когда VT закрывается, магнитный поток в сердечнике трансформатора начинает уменьшаться и это вызывает ток I2 текущий в цепи вторичной обмотки. Ток I2 заряжает С1 и так же течет в нагрузку поддерживая постоянное напряжение на конденсаторе.
|
||
|
Если выходная нагрузка увеличивается, то необходимо увеличить и длительность включенного состояния VT1 во время которого ток I1 достигнет более высокого значения, что создаст и более высокий I2 во вторичной обмотке во время выключенного состояния. Если выходное напряжение сравнить с опорным, и полученной разностью управлять ШИМ- модулятором получится замкнутая петля ОС и схема сохранит постоянное значениевыходного напряжения.
|
|
|
Двухключевая ОХП схема.
|
Полумостовые схемы.
Полумостовые схемы выбираются для преобразователей мощностью от 200 до 1000 Вт.
Емкостной делитель напряжения С2 С3 является неотъемлемой частью схемы. Он обеспечивает напряжение равное половине входного напряжения. Ключи поочередно коммутируют ток первичной обмотки трансформатора в противоположных направлениях как в двухтактной схеме. Преимущества полумостовой схемы в том, что ключи должны быть рассчитаны на напряжение равное входному напряжению, плюс небольшой запас с учетом выбросов (в двухтактной схеме напряжение на ключах равно удвоенному входному напряжению). К тому же конструкция трансформатора проще, так как требуется только одна первичная обмотка. Конденсатор С4 между ключами и первичной обмоткой предотвращает возможность постепенного нарастания магнитной индукции в первичной обмотке и насыщения трансформатора.
|
Напряжение на каждом конденсаторе (С2 С3) жестко привязано к напряжению первичной обмотки питания, благодаря чему потенциал средней точки не зависит от точности подбора конденсаторов. К разделительному конденсатору прикладывается половина входного напряжения; и через него течет весь первичный ток, поэтому необходим конденсатор способный при полном переменном токе источника питания.
Полумостовая схема сложнее двухтактной, поэтому требуется гальваническая развязка от управляющей ИС. Для управления по току надо последовательно с первичной обмоткой включить трансформатор тока. К тому же, в измерителе тока необходимо использовать двухполупериодное выпрямление, чтобы измерять ток каждого ключа.