Исн инвертирующего типа

Рис 59-60

Для этой схемы к_з- коэф-т заполнения, т.е вых напряж-е м.б больше входного и меньше. Кроме того полярность U_н противоположна полярн-ти питающего напряжения U_п.Поэтому схема назыв-ся инвертирующая или ИСН с параллельным дросселем.Рассм.работу схемы:

На интервале от (0;t_u) ключ VT открыт, к обмотке дросселя м.у точ 1и2 прикладывается вх напряж-е, поэтому в т.2 +,диод VD закрыт.Как и в повышающей схеме ток нагрузки обеспечивается за счет разряда С. Ток через нагрузку обеспечивается только за счет разряда конденсатора. Потребляемый ток протекает по цепи: +U_п, VT, L, -U_п. в дросселе накапливается энергия. На интервале (t_u,T) VT закрыт и все напряж-е питания приложено к нему. Источником энергии для нагрузки станов-ся дроссель. ток нагрузки протекает по цепи т.1, R_н, VD, т.2. Одновременно заряж-ся конденс-р С. Полярность U_н оказывается противоположной полярности U_п.В этой схеме при LбольшеL_кр ток через дроссель безразрывный.Однако ток петребления i_кл на рис 60 и ток,поступающий в нагрузку i_д имеют импульсный хар-р.Т.о. д/инвертирующей схемы хар-ны значит-ые пульсации тока.

36

2Хтактный ппн со средней точкой тр-ра

Все 2хтактные ППН можно представить совокупностью 2х однотактных прямоходовых, работающих со сдвигом во времени на пол периода. поэтому в них увеличивается выходная мощность, частота пульсаций выходного напряжения U_вых(габариты фильтра уменьш-ся), а перемагничивание трансф-ра симметричное. На рис 63 изображена 2хтактная схема,напряжение на вых к-ой опред-ся как U_н=U_nК_зn₂₁, n₂₁=W1/W2. Период процессов в ключе в 2 раза больше чем период электрических процессов в дросселе,что видно из рис 64. Поэтому к_з можно опред-ть как . На схему управ-я прямоугольный имп-с подается сначала на ключ Т1,когда он открыт ток от первичного источ-ка U_n протекает через обмотки в направлении от конца к началу, там, где точка «-».Поэтому во вторичной цепи открыт D2 и энергия в нагрузку передается ч.з обмотку W’’₂. В дросселе накапливается энергия .На следующем интерв-ле времени t_u;Т оба транзист-ра закрыты. Энергия дросселя L_ф передается в нагр-ку ч.з открытый диод D3.На следующем интервале времени от 0;t_uсхема упрв-я открывает транз-р Т₂. Ток, потребляемый от первичного источ-ка , протекает по обмотке W’’₁ от начала к концу, там где точка «+», поэтому открыт D1, а D2 закрыт.К закрытому транзис-ру прикладывается удвоенное напряж-е питания, сумма U_п и эдс взаимоиндукции на обмотке W’₁.Причем эти напр-я . Поэтому двухтактный ППН со ср точкой используют в низковольтных по вых преобразователях. Недостаток схемы – выполнение трансф-ра с выводом ср точки первичной обмотки(на вторичной стороне можно использовать сх.Греца) . Др. недос-к , удвоенное напряж-е питания на закрытом транз-ре. Достоин-ва увеличение частоты пульсаций вых тока и напряж-я в 2 раза по сравнению с однотактными схемами. Значения L_ф, С_ф получаются меньше при том же коэфф-те пульсаций на выходе

34

Однотактный ппн с обратным включением диода или обратноходовой

Схема на рис 61 – это аналог инвертирующего ИСН. Выходное напряжение определяется как . Для инвертирующего ИСН Uн можно определить по этой же формуле . В выходной цепи рис 61 накопительный дроссель L отсутствует, его роль выполняет обмотка W₂. на интервале открытого ключа (0;t_u) T₁ открыт ,и ток потреб-я протекая ч.з W₁ наводит в этой обмотке эдс самоиндукции, там где точка будет «+» сердечник трансф-ра намагничивается, в трансф-ре Т₁ накапливается энергия, ток I_V1 возрастает. Во вторичной обмотке W₂ эдс самоиндукции закрывает D₁. ток ч.з R_Н обеспечивается за счет разряда конден-ра С_ф. На интервале (t_u;t) трансф-р размагничивается ч.з обмотку W₂, к-ая явл-ся источником энергии для нагр-ки.Ее индук-ть должна быть больше критической L_W2>L_W2крит, и тогда ток нагрузки непрерывен.В однотактных схемах сердечник перемагничивается по несеммитричному циклу петли гестерезиса.Если сопрот-е нагрузки увеличить ,то в режиме,близком к х.х заряженный конденс-р не сможет достаточно разрядиться на интервале имп-са от 0 до t_и,т.к R_Н велико,а ток нагрузки мал,поэтому с увеличением R_Н увеличивается U_Н и возникают преренапряжения в обмотках транф-ра. Чтобы предотвратить это явл-е избыточную энергию , накопленную в трансф-ре на интерв-ле импульса , возвращают в первичный источник или рекуперируют ч.з размагниченную обмотку W_р. Если U_Wр<U_П в номинальном режиме, то диод D2 закрыт и обмотка W_р на работу схемы не влияет. Как только U_Wр>U_П открывается D2 и фиксир-ет напряжение обмотки W1.Избыточная энергия передается в источник питания по цепи: конец обмотки W_р,D2,+U_п, внутреннее сопротив-е первичного источ-ка,-U_П, начало обмотки W_р. Транз-р VT выбирают на максим-е напряж-е . Размагнич-ую обмотку выбирают исходя из основного режима работы схемы.

35

Однотактный ППН с прямым включением диода или прямоходовой

Схема на рис 62- это аналог понижающего ИСН.Вых напр-е определяется как . Первичные и вторичные обмотки включены так,что обеспечивается передача энергии первичного источника Э_пер в нагрузку при открытом Т₁,т.е при интервале импульса (0,tu), поэтому схема наз-ся прямоходовой.На интервале 0,tu T₁ открыт на W₁ ЭДС самоиндукции, W₂ ЭДС взаимоиндукции. В т. Начала обмотки «+»,поэтому D1 открыт,а D2 закрыт.В дросселе накапливается энергия.Сердечник трансформатора T_р намагничивается. На интервале tu,T транз-р Т₁ закрыт, ч.з W₁ ток от первичного источ-ка не протекает. Источ-ом энергии для нагр-ки становится дроссель L_ф, поэтому D2 открыт (через него протекает ток нагрузки, а D₁ закрыт). На этом интервале для трансф-ра нет цепи размагничив-я, поэтому в прямоходовой схеме обязательна размагничивающаяся обмотка W_р. Накопленная энергия д.б равна энергии размагничивания трансф-ра, поэтому U_ПW₁t_u=U_П W_р(T-t_u). Если считать,что коэфф-т трансформации размагничивающейся обмотки = n_р=W_р/W₁ и поделить обе части равенства на W1T, то получим при макс-ой ширине имп-са T_umax. , и тогда . При W1=W_р n_Р=1 и тогда k_зmax=0,5. Это явл особенностью прямоходовой схемы.

37