5.2.2 Мостовий та напівмостовий дпн

Зменшити напругу на колекторі закритого транзистора, яка визначається виразом (5.1), до величини можна, застосувавши мостову схему двотактного перетворювача напруги, наведену без кіл керування та навантаження на рисунку 5.4, а [3, 14].

Рисунок 5.4 – Мостова (а) та напівмостова (б)схеми ДПН

В перетворювачі одночасно відкриваються керуючими імпульсами транзистори VТ1, VТ4 або VТ2, VТ3. Інші процеси аналогічні розглянутим.

Мостова схема приводиться до напівмостової заміною однієї з пар транзисторів VТ1, VТ2 або VТ3, VТ4 конденсаторами, як це показано на рисунку 5.4, б.

Первинна обмотка транзисторамиVТ1 та VТ2, які відкриваються протифазно, підключається до виходу ємнісного дільника, утвореного конденсаторами С1, С2. Внаслідок цього напруга на транзисторах за винятком комутаційних викидів не перевищує .

5.2.3 Аналіз двотактних перетворювачів напруги

Аналіз ДПН виконаємо на основі даних літературних джерел [2, 3, 7, 13, 14].

В усіх схемах ДПН необхідно приймати міри, щоб забезпечити симетричність силового каскаду. Якщо трансформатор працює на лінійній частині характеристики намагнічування, діоди та транзистори не інерційні і мають у відкритому стані нульовий опір, то напруга на навантаження дорівнює:

. (5.2)

Число витків обмоток трансформатора і дроселя, які працюють на високій частоті малі, тому падіння напруг виразом (5.2) не враховано.

Через транзистор протікає імпульсний струм, що має амплітуду

. (5.3)

Підвищення робочої частоти перетворювача обмежується перехідними процесами, які відбуваються в елементах схеми. Розглянемо це більш детально, скориставшись схемою рисунка 5.2. Припустимо, що після паузи вмикається транзистор VТ1. При неперервному режимі струму діод VD3 при цьому ще відкритий. Збільшення колекторного струму транзистора призводить до появи струму через діод VD1, який призведе до закриття діода VD3. Тривалість закриття визначається часом розсмоктування носіїв заряду та залежить від співвідношення прямого та закриваючого струмів і частотних властивостей діодаVD3.

На протязі часу обмоткає замкнутою відкритими діодамиVD3, VD1. Внаслідок цього при малих опорах втрат і індуктивностей монтажу та розсіювання струм транзистора VТ1 може у 5…20 разів перевищити початкове значення (рисунок 5.3). Це викликає збільшення напруги на відкритому транзисторіVТ1 до 0,1…0,5 , і миттєва потужність, що виділяється на ньому, може скласти десятки-сотні ват.

Викид струму колектора може спостерігатися і в кінці імпульсу (рисунок 5.3) внаслідок виходу робочої точки трансформатора на нелінійну ділянку кривої намагнічування магнітопровода, що веде до зменшення індуктивного опору обмотки [7]. Для запобігання насичення необхідно збільшувати перетин сердечника, а значить і його масу та габарити.

Транзисторні інвертори з незалежним збудженням використовують для отримання вихідної потужності більшої 20...50 Вт. При менших потужностях використовують інвертори з самозбудженням. Їх можна застосовувати також для збудження потужних інверторів.

5.3 Двотактний перетворювач напруги з самозбудженням

У двотактному перетворювачі напруги з самозбудженням (рисунок 5.5) генерація виникає внаслідок того, що зі збільшенням струму одного транзистора завдяки позитивному зворотному зв'язку він відкривається, а другий транзистор закривається. Однак збільшення струму веде до насичення магнітопроводу, зменшення індуктивності обмоток і зменшення падіння напруги на обмотці, яка живить відкритий транзистор. Внаслідок цього збільшується напруга на колекторі. Транзистор виходить з насичення, а ЕДС трансформатора міняє свій знак. Стани відкритого та закритого транзисторів змінюються на протилежні [3, 7, 14].

Рисунок 5.5 – Схема ДПН з самозбудженням