1.3.7.5 Управляющий трансформатор

Основное требование к нему состоит в малости амплитуды намагничивающего тока на интервале проводимости силового транзистора, поскольку он снижает фактический ток базы:

, (1.3.14)

где - ток базы, определяемый условием насыщения силового транзистора при максимальном токе коллектораI_m и минимальном коэффициенте усиления ;l_м - длина средней магнитной линии в сердечнике; - магнитная проницаемость;- допустимое относительное значение намагничивающего тока.

Амплитуда индукции определяется соотношением (1.3.3) при подстановке B_m вместо , при этом надо учесть все составляющие напряжения u_б с учетом элементов узла пуска - форсировки. Кроме того, необходимо, чтобы обмотки поместились в окне сердечника, для чего необходимо составить соотношение, аналогичное (1.3.12).

Одновременное выполнение трех указанных условий может вызвать определенные трудности для схем с самовозбуждением, где сердечник задает частоту, так как при этом индукция задана и максимальна (B_m=B_s). Чтобы при этом получить малый , приходится принимать большоеW_б. Но тогда условие (1.3.3) дает слишком малый сердечник и обмотки не помещаются в его окне. Выход из положения состоит в применении сердечников с высокой проницаемостью , повышении плотности тока дои снижении, за счет этого,l_м, повышении u_б

1.3.7.6 Выбор схемы тпн

Принимаются во внимание следующие соображения:

1. Чем меньше мощность ТПН, тем проще должна быть его схема. В особенности это относится к системе управления, так как узлы ее логической части не зависят от мощности и поэтому их удельная стоимость на единицу мощности нагрузки растет. Поэтому при малых мощностях до Вт предпочтительно самовозбуждение и наиболее простые схемы коммутаторов. Однако простота схем с самовозбуждением достигается за счет совмещения нескольких функций в одном элементе, что накладывает те или иные ограничения, как, например, для управляющего трансформатора условие B_m=B_s. Поэтому с повышением мощности возрастает целесообразность перехода к независимому возбуждению.

2. Чем ниже напряжение на коммутаторе, тем большую долю составляет падение напряжения на проводящем ключе и тем сильнее влияние этого фактора на к.п.д. и нагрев. Поэтому при низких напряжениях до 50 В следует отдать предпочтение нулевой или однотактной схемам, в которых за счет удвоения напряжения на ключе снижается ток через него и снижаются, тем самым, потери на интервале проводимости.

3. Для инверторного коммутатора при независимом возбуждении однотактная и нулевая схемы обладают тем преимуществом, что эмиттеры (истоки) силовых транзисторов соединены с отрицательным полюсом источника питания. Это позволяет организовать управление без гальванической развязки, как показано на рис.1.3-17. Система управления запитывается через гасящий резистор R_г и стабилитрон VD1. При замыкании управляющего ключа VТ1 ток поступает в базу силового (VТ2). Однако, если используется пропорционально - токовое управление, которое возможно только с управляющим трансформатором, то данное преимущество становится несущественным.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Каким образом определяются средние значения выходного и входного тока ТПН?

2. Какие принимаются допущения относительно формы токов ветвей силовой схемы? Какую форму имеют с учетом этого допущения выходной и входной токи?

3. Поясните данные табл. 1.3.1.

4. Поясните форму напряжения и тока ключа в инверторе (рис.1.3-14).

5. Почему установленная мощность полупроводниковых ключей больше мощности, потребляемой от источника питания?

6. Какие факторы влияют на выбор частоты промежуточного звена?

7. Каким образом можно оценить коммутационные потери в инверторе?

8. Поясните соотношения, которые используются для расчета трансформатора по напряжению и току.

9. От каких условий зависит выбор индукции в сердечнике трансформатора? Каким условием определяется допустимая плотность тока? Каков порядок величин и?

10. Какое дополнительное условие должно быть выполнено для управляющего трансформатора и почему?

11. Назовите факторы, которыми определяется выбор силовой схемы инвертора и выпрямителя в ТПН.