Понижающий широтно-импульсный преобразователь

Этот тип преобразователя называется понижающим, так как его выходное напряжение не может превышать входное. В соответствии со схемой (рисунок 3) его называют преобразователем с последовательным ключом.

Рисунок 3 - Понижающий преобразователь постоянного напряжения -аи диаграмма его работы -b

Импульсное преобразование вызывает значительную пульсацию выходного напряжения. Поэтому на выходе преобразователя для уменьшения пульсаций, как правило, включают фильтр. Для рассматриваемой схемы наиболее эффективным и распространенным, особенно при низкоомной нагрузке, является L-фильтр. На рисунке 3,а представлена силовая часть схемы преобразователя с L-фильтром, ключом S и обратным диодом VD. Последний создает цепь протекания тока при выключении ключа S. При отсутствии диода VD будут возникать недопустимые перенапряжения на ключе при его выключении, обусловленные возникновением противо-э.д.с. в индуктивности фильтра. В качестве ключа S могут применяться все разновидности силовых транзисторных ключей и запираемые тиристоры.

При работе преобразователя происходит периодическое изменение двух состояний схемы. Первое состояние (интервал I) (рисунок 3,b) имеет место при включенном ключе S длительностью . На этом интервале ток протекает через индуктивность и нагрузку, диод VD заперт обратным напряжением. За счет тока в индуктивности накапливается электромагнитная энергия. Второе состояние (интервал II)при выключенном состоянии ключа Sв течение времени . На этом интервале ток создается за счет энергии, накопленной в индуктивности на первом интервале, и протекает через диод VD. Принимая ключ S, источник E и реактор идеальными, а сопротивление нагрузки малым, составим уравнения для I-го интервала

, …………………..(2)

и II–го интервала

……………………(3)

Учитывая, что изменение тока происходит по линейному закону, уравнения можно переписать в виде

…………………….. (4)

. …………………….(5)

Из этих уравнений следует, что , в соответствии с этим выражением регулировочная характеристика имеет вид, показанный на рисунке 6,I.

Повышающий широтно-импульсный преобразователь

Этот тип преобразователя называют также импульсным преобразователем с параллельным ключом. Силовая часть схемы преобразователя с параллельным ключом S приведена на рисунке 4,а.

Рис.4. Повышающий широтно-импульсный преобразователь- a, диаграмма его работы - b

Принцип действия преобразователя основан на периодическом накоплении энергии и передаче ее из индуктивности L в цепь и нагрузки R_Н. Чередуются два состояния схемы: включен (интервал I),ключ S выключен (интервал II).На интервале I при замкнутом ключе S то к медленно нарастает, в реакторе L накапливается энергия, во II интервале при разомкнутом ключе Sток протекает через нагрузку, создавая в ней пульсирующее напряжение.

Диаграммы, иллюстрирующие этот режим работы, показаны на рисунке 4 , b. Длительности интервалов I и II составляют и соответственно. Принимая ключ S, источник E и реактор идеальными, а сопротивление нагрузки малым, составим уравнения