плитуды импульсов перенапряжения на ключе, возникающих при его размыка-

нии.

Схема ИВЭП с одним выходным напряжением приведена на рис. 2, в то время как большинство ИВЭП для электронной аппаратуры имеют несколько выходов. Однако в практических ИВЭП поддержание неизменными нескольких выходных напряжений осуществляется путем стабилизации напряжения лишь по одному выходу. Стабильность остальных обеспечивается в заданных нормах вследствие наличия единой магнитной связи через магнитопровод силового трансформатора TV. Очевидно, что стабильность напряжения по этим выходам будет несколько ниже, чем по основному.

Преобразователи типа ОПНО обладают определенной спецификой дина-

мических характеристик. В частности, имеются определенные трудности в обеспечении устойчивости замкнутой системы автоматического регулирования

(САР), которая выполняет функции стабилизации выходного напряжения ИВЭП [3]. Во многих случаях невозможно обеспечить достаточно надежную устойчивость системы при наличии в выходном сглаживающем фильтреL-

звена, которым на рис. 2 является дроссель Lф. Поэтому вход СС подключен к выходу выпрямителя VDв, а не к выходу Uн (после Lф). Обеспечение требуемых норм пульсаций выходного напряженияDUн при коммутации мощности на-

грузки выполняется достаточно большой емкостью конденсатора Сф2.

3. Сетевой выпрямитель с фильтрами

Схема сетевого выпрямителя Сет.В с фильтрующими элементами Сгл.Ф

приведена на рис. 3.

Мостовой выпрямитель напряжения сетиЕ выполнен на диодах

VDc1,…VDc4. На его выходе включен емкостной фильтр, в качестве которого используется конденсатор Снч, сглаживающий низкочастотные пульсации вы-

прямленного напряжения. Резистор Rпуск является нелинейным сопротивлени-

9

Рис. 3. Схема сетевого выпрямителя Сет. В и сглаживающего фильтра Сгл.Ф

Необходимость введения такого резистора в схему ИВЭП вызвана тем,

что емкость конденсатора Снч обычно велика (составляет десятки-сотни мкФ) и

его заряд, например в момент времени, когда мгновенное значение синусоиды сетевого напряжения равноЕм, обусловит появление импульса тока большой амплитуды. Если не принимать специальных мер, амплитуда может значитель-

но превышать установившееся значение тока, потребляемого ИВЭП от сети,

достигая величин в десятки и более ампер. Сопротивление нелинейного рези-

стора Rпуск в холодном состоянии (в момент подключения ИВЭП к сети) макси-

мально. По мере заряда конденсатора Снч резистор разогревается, его сопротив-

ление уменьшается и после полного заряда Снч сопротивление Rпуск практически не влияет на энергетические характеристики ИВЭП. Иногда вместо нелинейно-

го резистора в качествеRпуск используется обычный активный резистор, вели-

чина сопротивления которого определяется: Rпуск = Ем ¤ Imах одн., где Imах одн. – до-

пустимая величина амплитуды импульса тока в одноразовом режиме включе-

ния, задаваемая в справочных данных на выпрямительные диоды.

Кроме низкочастотного фильтра (Снч) в схеме выпрямителя (рис. 3) име-

ются высокочастотные фильтры. Во входной цепи установлен фильтр, состоя-

щий из двухобмоточного дросселяLвч и конденсаторов Свч1 и Свч3. Дроссель и

10

конденсатор Свч3 ослабляют синфазные ВЧ помехи, которые существуют между питающими проводниками ИВЭП, а конденсаторы Свч1, Свч2 и Свч4 снижают уровень дифференциальных ВЧ помех, которые возникают и распространяются между корпусом прибора и питающими проводниками. Для ВЧ помех провод-

ник Общ.ВЧ является эквипотенциальным для всех высокочастотных напряже-

ний, возникающих в ИВЭП и приходящих извне от сетиЕс. В общем случае этот проводник рекомендуется соединять, если это возможно, с соответствую-

щим качественным внешним заземлением.

Как известно [7], нагрузочная характеристика выпрямителя с емкостным фильтром имеет падающий вид, т. е. с увеличением тока нагрузки напряжение

Еп уменьшается, а с уменьшением тока нагрузки– увеличивается. Максималь-

ное значение выходного напряжения выпрямителя, которое имеет место при холостом ходе, определяется

При значении Ес = 220 В получим, что напряжение Еп max = 311,2 В, т. е.

больше, чем действующее значение напряжения сети. Это является специфиче-

ской особенностью подобного выпрямителя с емкостным фильтром, которую необходимо учитывать при его разработке. Очевидно, что падающий характер нагрузочной характеристики – недостаток выпрямителя, так как появляется до-

полнительная составляющая нестабильности напряжения на входе импульсного преобразователя.

Выпрямители с емкостным фильтром обладают и другим недостатком,

который заключается в существенно несинусоидальной и импульсной форме тока, потребляемой им от сети переменного напряжения [1, 2]. Чем больше ем-

кость конденсатора Снч, т. е. чем выше качество сглаживания напряженияЕп

(меньше величина пульсацийDЕп), тем меньше длительность импульсов по-

требляемого тока и больше их амплитуда.

Средний ток, протекающий через каждый из диодов выпрямительного моста VDс1,…VDс4, можно найти по формуле

11

где Рн – мощность, отдаваемая ИВЭП в нагрузку; Еп min – минимальное напря-

жение питания; h – коэффициент полезного действия ИВЭП.

Максимальное обратное напряжение, прикладываемое к диодам сетевого

выпрямителя VDс1,…VDс4, равно Еп mах.

Емкость конденсатора Снч фильтра определяется [8]

где DЕп – амплитуда пульсаций напряжения, Еп; m – число полупериодов вы-

прямленного напряжения. Для двухполупериодного выпрямителя m = 2.

Величины емкостей высокочастотных конденсаторовСвч1,…Свч4 обычно выбирают в пределах нескольких десятых-сотых долей микрофарады.

При выборе элементов рассматриваемых электронных схем следует учи-

тывать, что для надежной работы ИВЭП требуется применение коэффициента запаса по средним и импульсным электрическим параметрамkз < 0,7, т. е. если имеется диод с максимально допустимым напряжениемUобр mах = 100 В, то его можно применять в схемах, где действует напряжение не более70 В. Это же относится и максимальным токам.

4. Силовой каскад ОПНО

Схема силового каскада ОПНО «бестрансформаторного» ИВЭП приведе-

на на рис. 4. Под термином «силовой каскад» понимают электронную схему,

осуществляющую импульсное силовое преобразование энергии постоянного напряжения Еп в постоянные выходные напряженияUн1,…Uнi. На рис. 4 услов-

но показано, что у рассчитываемого ИВЭП имеется лишь одно выходное -на пряжение: Uн.

12

Функции силового ключа S (см. рис. 2) выполняет МДП транзистор VTs.

Как известно из курса электроники, основным преимуществом МДП транзи-

сторов перед биполярными является большое входное сопротивление, что по-

зволяет существенно снизить мощность на его управление. Применение бипо-

лярного транзистора в рассматриваемой схеме требует создания источника тока базы, что приводит к существенному снижению КПД ИВЭП. Это обусловлено тем, что современные высоковольтные биполярные транзисторы обладают сравнительно невысоким значением величины коэффициента передачи тока

H21э. Например, широко применяющийся высоковольтный биполярный транзи-

стор типа 2Т812А с максимально допустимым напряжением коллектор-эмиттер

Uкэ max = 700 В, имеет минимальное значение H21э min = 3,5. С учетом необходи-

13