17.1 Понижающий широтно-импульсный преобразователь

Этот тип преобразователя называется понижающим, так как его выходное напряжение не может превышать входное. В соответствии со схемой (рисунок 17.3a.) его называют преобразователем с последовательным ключом.

Рисунок 17.3 - Понижающий преобразователь постоянного напряжения -а

и 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 17.3,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 ключаS могут применяться все разновидности силовых транзисторных ключей и запираемые тиристоры.

При работе преобразователя происходит периодическое изменение двух состояний схемы. Первое состояние (интервал I) (рисунок 17.3,b) имеет место при включенном ключе S длительностью . На этом интервале токпротекает через индуктивность и нагрузку, диодVD заперт обратным напряжением. За счет тока в индуктивности накапливается электромагнитная энергия. Второе состояние (интервал II) при выключенном состоянии ключа S в течение времени . На этом интервале токсоздается за счет энергии, накопленной в индуктивности на первом интервале, и протекает через диодVD. Принимая ключ S, источник E и реактор идеальными, а сопротивление нагрузки малым, составим уравнения дляI-го интервала

, (17.2)

и II –го интервала

(17.3)

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

; (17.4)

. (17.5)

Из этих уравнений следует, что , в соответствии с этим выражением регулировочная характеристика имеет вид, показанный на рисунке 17.6,I.

17.2 Повышающий широтно-импульсный преобразователь

Этот тип преобразователя называют также импульсным преобразователем с параллельным ключом. Силовая часть схемы преобразователя с параллельным ключом S и приведена на рисунке 17.4,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 ток медленно нарастает, в реакторе L накапливается энергия, во II интервале при разомкнутом ключе S ток протекает через нагрузку, создавая в ней пульсирующее напряжение.

Диаграммы, иллюстрирующие этот режим работы, показаны на рисунке 17.4,b. Длительности интервалов I и II составляют исоответственно. Принимая ключS, источник E и реактор идеальными, а сопротивление нагрузки малым, составим уравнения