Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл: Источник:
Скачиваний:
75
Добавлен:
07.01.2022
Размер:
1.36 Mб
Скачать

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ: схемотехника

Рис. 3. Диаграммы напряжения на стоках силовых транзисторов СПП по схеме рисунка 1

Только здесь на удвоенной частоте

Рис. 4. Модифицированная схема силовой части СПП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

работает

выходной

конденсатор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фильтра С1, а также элементы вход-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ного фильтра (условно показан в ви-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де конденсатора С7). Однако, ува-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жаемый ученик, вы должны также

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

понимать, что и фильтрующая рабо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

та выходной индуктивности транс-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

форматоров

одинарных

обратнохо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

довых преобразователей также об-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

легчается —для обеспечения режима

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неразрывных токов во внимание уже

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

можно брать не весь период, а толь-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ко его половину!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимо учитывать, что диа-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

граммы напряжения на силовых эле-

Рис. 5. Схема силовой части СПП на основе структуры косого полумоста

 

 

 

 

ментах

сдвоенных

преобразователей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

могут значительно отличаться от ана-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

логичных в одинарных преобразова-

У этой красоты есть и обратная

Схемы сдвоенных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

телях.

Объясняется это

взаимным

сторона — могут возникать различ-

 

 

преобразователей, рекуперирующих

влиянием

одинарных

преобразовате-

ные неустойчивости в замкнутых по

 

 

 

 

энергию, накопленную в сердечнике

лей в составе сдвоенного.

 

 

цепям обратной связи преобразова-

трансформатора и в его

 

 

 

 

 

 

 

 

Для примера на рисунке 3 приве-

телях. Опытные разработчики в та-

 

 

индуктивности рассеяния,

 

 

 

 

дены диаграммы для СПП, выпол-

ких случаях говорят — возникли

 

 

в источник входного напряжения

ненного по схеме, приведенной на ри-

дополнительные петли обратных

 

 

Здесь два одинарных ОПП на ос-

сунке 1. Можно заметить, что после

связей.

 

 

нове замечательной схемы косого по-

прохождения

куполообразного

âû-

Поэтому применяется показанная

 

 

лумоста объединяются в

сдвоенный

броса — «пупка» и образования «по-

на рисунке 4 модификация схемы

 

 

преобразователь СПП по варианту с

лочки» на уровне напряжения пита-

(рис. 1), в которой объединяются

общим выходным дросселем.

 

 

 

ния (подробно этот процесс описан в

только выходные конденсаторы. За

 

 

Об энергетических возможностях

первой статье — «первом классе»)

счет раздельных выходных дроссе-

 

 

такого решения можно судить по пре-

после момента времени Т/2 образует-

лей влияние одинарных преобразо-

 

 

образователю

 

японского

отделения

ся куполообразный выброс ниже на-

вателей ОПП друг на друга в соста-

 

 

 

 

фирмы Lambda, который находится в

пряжения

питания. Происходит

ýòî

ве сдвоенного значительно уменьша-

 

 

данное ночное время на столе автора

потому, что с момента времени Т/2

ется. Здесь, уважаемый ученик, вы

 

 

и вдохновляет написание статьи о

включается силовой транзистор вто-

должны почувствовать (конечно, ес-

 

 

сдвоенных преобразователях. На ли-

рого ОПП и режим короткого замы-

ли вы не троечник), что кроме ра-

 

 

 

 

цевой панели этого весьма компактно-

кания по вторичной обмотке транс-

боты выходного конденсатора С1 на

 

 

го устройства (объемом

 

примерно

форматора первого ОПП устраняет-

удвоенной частоте, работа выход-

 

 

 

 

4 äì3) значатся выходные параметры

ся. Аналогичным образом влияет пер-

ных дросселей L1 одинарных преоб-

5 Â, 600 À (!)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вый ОПП на работу второго.

 

разователей ОПП также облегчает-

 

 

Конечно,

 

 

 

уважаемый

 

читатель-

В зависимости

îò

соотношения

ся — для обеспечения режима не-

ученик помнит из материалов первого

длительности

рабочих

импульсов и

разрывных токов во внимание мож-

 

 

 

 

класса, что замечательная схема косо-

длительности резонансных процессов,

но брать не весь период, а только

го полумоста хороша тем, что, во-пер-

определяющих вид

куполообразных

его половину.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вых, на силовых транзисторах напря-

импульсов, на практике можно на-

Аналогичным образом организует-

 

 

жение не превышает величины вход-

блюдать

 

причудливое

разнообразие

ся работа одинарных преобразовате-

 

 

ного напряжения питания. Во-вто-

форм напряжения на стоках силовых

лей в составе сдвоенного на основе

 

 

 

 

рых, энергия, накопленная в сердеч-

транзисторов.

 

 

 

 

 

схем косого полумоста (см. рис. 5).

 

 

 

нике трансформатора и в его индук-

«Электронные компоненты» ¹6′ 2003

41

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ: схемотехника

Рис. 6. Схема силовой части СПП на основе структуры с емкостным делителем

Рис. 7. Схема силовой части СОП на основе структуры с емкостным делителем

тивности рассеяния, не превращается в бесполезное тепло, как это происходит в простейших схемах однотактных преобразователей, а удачно рекуперируется во входной источник электропитания. Хотя понятно, что за такие положительные свойства косого полумоста приходится расплачиваться удвоенным количеством силовых транзисторов и усложненной схемой управления.

Однако именно в сдвоенных однотактных преобразователях имеется уникальная возможность полу- чить все достоинства косого полумоста и исключить отмеченные недостатки.

Рассмотрим схему на рисунке 6. Емкостной делитель на основе конденсаторов С3 и С3′ фактически является элементом входного фильтра. При достаточной емкости этих конденсаторов их можно считать источ- никами входного напряжения для одинарных ОПП, объединенных в сдвоенный преобразователь.

Полный цикл работы первого ОПП состоит из фазы открытого состояния силового транзистора VT1 и фазы его закрытого состояния. В пер-

вой фазе электропитание первого одинарного преобразователя осуществляется от емкостного делителя на конденсаторах С3 и С3′. При этом С3 разряжается, а С3′ заряжается.

Во второй фазе процесса происходит рекуперация запасенной в сердечнике трансформатора Т1 электроэнергии в конденсаторы С3 и С3′. При этом также С3 разряжается, а С3′ заряжается. В результате напряжение на средней точке конденсаторов С3 и С3′ несколько повышается.

Полный цикл работы второго ОПП состоит из фазы открытого состояния силового транзистора VT1′

èфазы его закрытого состояния. В

первой фазе этого процесса от того же емкостного делителя С3 и С3′ осуществляется электропитание уже

второго одинарного преобразователя. При этом С3 заряжается, а С3′ разряжается. Соответственно во второй фазе этого процесса проис-

ходит рекуперация запасенной в сердечнике трансформатора Т1′ электроэнергии в конденсаторы С3

èС3′. При этом С3 заряжается, а С3′ разряжается. В результате нап-

Рис. 8. Диаграммы напряжения на стоках силовых транзисторов СОП на основе структуры с емкостным делителем

ряжение на средней точке конденсаторов С3 и С3′ несколько уменьшается. Описанные процессы повторяются в последующие периоды. На рисунке 7 приведена построенная на аналогичных принципах схема СОП.

Диаграммы напряжений в схеме СОП с емкостным делителем

Поскольку мы еще не приводили диаграммы напряжений для СОП, покажем и прокомментируем их для данного конкретного случая (см. рис. 8).

Напряжение на стоке транзистора VT1 в его открытом состоянии на интервале времени от 0 до @ равно входному напряжению питания Uâõ. После закрывания транзистора VT1 происходит кратковременный выброс напряжения вниз за счет действия индуктивности рассеяния трансформатора Т1. Однако при попытке сформировать отрицательное напряжение на стоке транзистора VT1 после времени @ открывается внутренний диод этого транзистора и напряжение фиксируется. После прохождения кратковременного паразитного резонансного процесса на стоке транзистора VT1 устанавливается напряжение ни-

же линии Uâõ/2 на величину Uâûõ′. Начиная примерно с момента вре-

мени Т/2 устанавливается состояние, при котором вся энергия, накопленная в индуктивности трансформатора Т1′ уже передана в выходную емкость С1 и в нагрузку. Происходит свободный резонансный процесс до момента Т. Диаграммы напряжения (uс2) на стоке транзистора VT1′ аналогичны приведенным для транзистора VT1, только они сдвинуты на половину периода Т.

42

Òåë.: (095) 741-7701 http://www.elcp.ru

 

 

 

 

 

 

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ: схемотехника

 

 

 

Рассмотрим подробно работу це-

зу и соединен с шиной —Uâõ, òî âñå

конденсаторы С3 и С3′, при этом так-

почки конденсаторов емкостного де-

диаграммы для транзистора VT1′ ана-

же происходит заряд С3 и разряд С3′.

лителя С3 и С3′. Ток стока силового

логичны приведенным для транзисто-

В результате напряжение на сред-

транзистора VT1 при его открытом

ра VT1, с учетом их сдвига на T/2 и

ней точке конденсаторов С3 и С3

состоянии проходит сверху вниз по

переворачивания на 180 градусов в

имеет вид небольших колебаний отно-

схеме через конденсатор С3′, заря-

вертикальной плоскости.

 

сительно линии Uâõ/2.

жая его. Естественно, в это время

Ïðè

работе

второго

одинарного

 

 

 

конденсатор С3 разряжается. Далее,

преобразователя на транзисторе VT1′

Итак, пятый класс пройден. В

после закрытия транзистора VT1,

во время его открытого состояния ток

шестом

мы рассмотрим популярные

энергия, накопленная в индуктивнос-

стока проходит сверху вниз по схеме

схемы

двухтактных

преобразовате-

ти рассеяния трансформатора Т1 пе-

через конденсатор С3, заряжая его.

лей. Интересно, дорогие читатели-

редается в конденсаторы С3 и С3′,

Естественно, в это время конденсатор

ученики — знания прибавляются?

при этом также происходит заряд С3′

С3′ разряжается. Далее, после закры-

Пишите в наш уважаемый жур-

и разряд С3.

тия транзистора VT1, энергия, накоп-

нал «Электронные

Компоненты»,

Поскольку силовой транзистор

ленная

в индуктивности

рассеяния

задавайте вопросы,

высказывайте

VT1′ схемотехнически находится вни-

трансформатора

Т1′, передается в

пожелания.

 

«Электронные компоненты» ¹6′ 2003

43

Соседние файлы в папке Схемы АТ, АТХ