5. Импульсные источники напряжения. Понижающий преобразователь.

Кроме ключа S и дросселя L содержит диод D и конденсатор C. Когда ключ S замыкается, ток от источника течёт через дроссель L и нагрузку. ЭДС самоиндукции дросселя приложена обратно напряжению источника тока. В результате напряжение на нагрузке равно разности напряжения источника питания и ЭДС самоиндукции дросселя, ток через дроссель растёт, как и напряжение на конденсаторе C и нагрузке. При разомкнутом ключе S ток продолжает протекать через дроссель в том же направлении через диод D и нагрузку, а также конденсатор C. ЭДС самоиндукции приложена к нагрузке R через диод D, ток через дроссель постепенно уменьшается, как и напряжение на конденсаторе C и на нагрузке.

Потери энергии непосредственно зависят от отношения входного и выходного напряжений. Так понижающий преобразователь теоретически может сформировать большой выходной ток при малом напряжении из небольшого входного тока, но большого напряжения, но нам придется прерывать большой ток при большом напряжении, что гарантирует высокие коммутационные потери. Так что понижающие преобразователи применяются, если входное напряжение в 1.5 - 4 раза больше выходного, но их стараются не применять при большей разнице.

Напряжение на выходе всегда меньше входного, поэтому преобразователь называется понижающим. Потеря мощности на регулирующем элементе, характерная для линейного регулятора, в импульсном преобразователе отсутствует, его КПД может достигать 95% и ограничивается в основном потерями на ключе, в качестве которых применяют рассмотренные ранее ключевые транзисторы.

Величина напряжения на сопротивлении нагрузки зависит от коэффициента заполнения активной фазы ключа .

6. Импульсные источники напряжения. Инвертор.

В нём дроссель подключен параллельно источнику и нагрузке. Когда ключ S замкнут, ток от источника течёт через дроссель и быстро растёт. Когда ключ размыкается, ток продолжает течь через нагрузку R и диод D. ЭДС самоиндукции дросселя приложена в обратную сторону, по сравнению с напряжением источника. Поэтому напряжение к нагрузке также приложено в обратном направлении. Когда ключ S замкнут — диод D закрывается, а нагрузка питается зарядом конденсатора C.

Поскольку диод выпрямителя пропускает в нагрузку только импульсы отрицательного напряжения, на выходе устройства формируется напряжение отрицательного знака (инверсное, противоположное по знаку напряжению питания).

Абсолютная величина напряжения нагрузки может быть как больше, так и меньше напряжения источника питания - это зависит от параметров схемы и выбранного режима работы.

Величина напряжения на сопротивлении нагрузки зависит от коэффициента заполнения активной фазы ключа . В обратноходовых схемах коэффициент заполнения активной фазы не может достигать единицы, так как энергия передается в нагрузку в пассивной фазе, и на это требуется конечное время.