2. Втрати та ккд підвищуючого регулятора

Втрати у відкритому стані ключа та діоду, а також втрати в дроселі:

.

(6.65)

Вважаючи r_S=r_VD=r, отримаємо:

.

(6.66)

Втрати на переключення визначимо, враховуючи, що процеси включення та виключення ключа відбуваються у відповідності з Рис.  6 .25,а,б. Тому втрати на переключення будуть:

.

(6.67)

а) б)

Рис. 6.25.Процеси включення (а) та виключення (б) ключа в схемі 2

Враховуючи t_вкл=t_викл=t_пер, маємо:

.

(6.68)

ККД підвищуючого регулятора з урахуванням втрат у відкритому стані та на переключення:

(6.69)

Останнє співвідношення показує недоцільність роботи схеми 2 у режимах з великими значеннями  (тобто при великому відношенніU_d/E),оскільки різко зростають втрати в напівпровідникових приборах та дроселі за час відкритого стану, а також втрати в ключі за час переключення.

7. Схема Чука

Для того, щоб під час роботи ключа Sдо джерела живлення не проходили електромагнітні завади, бажано, щоб струм джерела живлення був безперервним, або змінювався плавно. У цьому плані схема 2 має переваги перед іншими схемами, оскільки тут між джерелом живленняЕта ключемSстоїть дросельL.

Щоб електромагнітні завади не проходили до навантаження, бажано, щоб струм, який заряджає конденсатор фільтра Сбув безперервним, або змінювався плавно. В цьому плані переваги має схема 1, в якій між ключемSі конденсаторомСтакож стоїть дросельL. Очевидно, що якщо ці дві схеми з’єднати каскадно, то одержимо імпульсний регулятор, при роботі керованих ключів якого електромагнітні завади не будуть проходити до джерела живлення та навантаження. Однак такий регулятор має два керованих ключа та два діоди.

Шляхом топологічних перетворень каскадне з’єднання схем 2 та 1 можна спростити. При цьому одержуємо імпульсний регулятор нового типу, який називають схемою Чука ().

Рис. 6.26

При замиканні ключа SдросельL₁під’єднується до джерела живлення, струм у ньому зростає і відбувається накопичення енергії. При розмиканні ключаS, відкривається діодVDі конденсаторС₁заряджається від послідовно з’єднаних джерела живленняЕта дроселяL₁з вказаною полярністю. При наступному замиканні ключа енергія, яку накопичив конденсаторС₁, передається до навантаженняR_d і елементів фільтраC₂L₂. При цьому струм замикається по колуC₁–S–R_d–L₂–C₁. При наступному розмиканні ключа S конденсаторС₁знову заряджається, а енергія, що була накопичена в елементахL₂ іС₂, передається до навантаженняR_d. При цьому струм дроселяL₂ замикається по колуL₂–VD–R_d–L₂. Очевидно, що така схема, аналогічно до схеми 3 змінює полярність вихідної напругиU_dна протилежну по відношенню до напруги живленняЕ. Якщо забезпечити для дроселівL₁таL₂режим безперервного протікання струму з невеликою пульсацією, можна зменшити ємності конденсаторів фільтра на входіС₁і на виходіС₂. Враховуючи все це, така схема має кращі енергетичні показники (ККД, питома маса та об’єм), ніж каскадне з’єднання схем 2 та 1. Крім того, при безперервному струмі дроселяL₂ пульсації напруги на конденсаторіС₂не залежать від опору навантаженняR_d.

Якщо вважати елементи регулятора ідеальними, а також враховуючи, що в усталеному режимі середній струм дроселів I_L1 таI_L2 є сталим, а середній струм конденсаторівI_С1 таI_С2 дорівнює нулю, можна показати, щоI_L2=I_L1t_п/t_і. При цьомуЕI_L1=U_dI_L2.Отже

.

(6.70)

Зважаючи на сказане, регулювальні характеристики схеми Чука такі ж, як і у схемі 3. Тому для однакової потужності в навантаженні режим роботи силових ключів та діодів у цих схемах приблизно однаковий. Існують інші модифікації розглянутих схем, проти вони мають обмежене застосування.