1.5.4. Обратноходовой преобразователь

Его схема (рис 1.5-5) получается из полярно-реверсирующего ШИП добавлением вторичных обмоток на сердечник дросселя, в результате чего он становится дроссель-трансформатором. Силовая схема содержит всего один магнитный элемент, в то время как в однотактном прямоходовом преобразователе, тоже довольно простом, магнитных элементов два - раздельные дроссель и трансформатор. Естественно, что для получения заданной индуктивности сердечник объединенного дроссель-трансформатора должен содержать немагнитный зазор. Отпадает также необходимость в отдельном узле размагничивания сердечника. В схеме рис 1.5-5 размагничивание происходит автоматически при включении диода, когда напряжение на обмотках меняет полярность.

Процессы в схеме протекают следующим образом. При замыкании ключа S напряжение источника питания подводится к первичной обмотке и запас энергии в магнитном поле растет: намагничивающий ток i увеличивается. Диод VD на этом интервале закрыт. При размыкании ключа S э.д.с. самоиндукции, стремящаяся поддержать спадающий ток i, приобретает полярность, обратную помеченной на рис 1.5-5. Это приводит к отпиранию диода и намагничивающий ток, приведенный к виткам вторичной обмотки , переходит в ее цепь, питая нагрузку и подзаряжая конденсатор. Запасенная энергия расходуется и токi^’ спадает. Затем вновь замыкается ключ S и уменьшившийся намагничивающий ток возвращается в цепь первичной обмотки и т.д. Схема может работать также в прерывистом режиме, при котором намагничивающий ток на интервале проводимости диода успевает спасть к нулю. Требуемая индуктивность при этом уменьшается, что ведет к снижению размеров дросселя-трансформатора. Упрощается также система управления, которая может быть построена по принципу слежения: при снижении напряжения u_н до заданного порога включается на определенное время ключ S, а затем дросселю-трансформатору предоставляется возможность полного разряда на нагрузку до запирания диода VD. Однако возрастающие при этом пульсации повышают амплитуду тока в управляющем ключе.

В связи с существенным упрощением силовой схемы обратноходовой преобразователь получил широкое применение на практике при небольшой мощности нагрузки (примерно до 50 Вт). При большей мощности начинают сказываться недостатки полярно-реверсирующего ШИП, являющегося основой схемы рис 1.5-5, что ведет к проигрышу в массогабаритных показателях. Кроме того, появляется и дополнительный недостаток: индуктивность рассеяния между обмотками препятствует переходу тока из первичной во вторичную цепь при включении управляемого ключа. Поэтому приходиться применять более мощную RС-цепь для защиты ключа от перенапряжений, а также принимать конструктивные меры по уменьшению магнитной связи между обмотками. Влияние индуктивности рассеяния растет с увеличением мощности.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1.Поясните классификацию ИВЭП по способу соединения ШИП и ТПН. Какие соединения наиболее эффективны и почему?

2.В чем состоит схемное отличие квазипрямоугольного ИВЭП от аналогичного ТПН?

3.Каким образом управляются транзисторы в квазипрямоугольном ИВЭП? Как стабилизируется выходное напряжение и ограничиваются токовые перегрузки?

4.Поясните задачу системы управления и защиты квазипрямоугольного ИВЭП?

5.Из каких электронных схем состоит прямоходовой преобразователь?

6.Как регулируется выходное напряжение в прямоходовом ИВЭП и как выбирается максимальный коэффициент заполнения?

7.Как улучшить использование сердечника трансформатора в прямоходовом ИВЭП?

8.Поясните состав схемы обратноходового ИВЭП?

9.Как функционирует схема обратноходового ИВЭП в установившемся режиме? В чем преимущества и недостатки режима прерывистого тока?

10.Сопоставьте между собой три основные схемы ИВЭП и укажите области их применения.