Однотактные преобразователи с независимым возбуждением

 

Однотактные преобразователи применяются на мощности единицы и десятки ватт. Они содержат меньше силовых элементов, чем двухтактные, но габариты трансформатора и сглаживающего фильтра больше. Их преимущество проявляется при небольших мощностях. Применяются две схемы: с прямым и обратным включением диода.

Однотактный преобразователь с обратным включением диодаизображен на рис. 2.5.13, а.

iк
Uп
UL
Uп
а)
б)
iд
iL

 

Рис. 2.5.13

 

Управляющее напряжение Uу открывает и закрывает транзистор VT, который подключает трансформатор к питающему напряжению Uп на время tu = γT, где γ – коэффициент заполнения. В трансформаторе запасается электромагнитная энергия. Диод VД заперт. Конденсатор разряжается на нагрузку. При закрывании VT происходит скачкообразное изменение полярности напряжений на обмотках трансформатора диод открывается, и ранее накопленная в трансформаторе электромагнитная энергия через диод поступает в нагрузку, конденсатор заряжается. Трансформатор играет роль дросселя с индуктивностью L. Величина L не должна изменяться, поэтому сердечник выполнен с немагнитным зазором. Напряжение на индуктивности меняется от Uп до UнW1/W2 = nUн.

Постоянная составляющая напряжения на дросселе равна нулю, поэтому

 

Uпγ = n Uн (1-γ),

 

откуда

 

Uн = Uпγ/n(1-γ). (2.5.19)

 

Изменяя γ, можно изменять Uн, поэтому зависимость Uн/Uп=F(γ) называется регулировочной характеристикой. Для этого преобразователя характеристика нелинейна.

Амплитудное значение коллекторного тока:

 

Ikm = Iн/n(1-γ) + UпγT/2L. (2.5.20)

 

Максимальное напряжение Uкэmax :

 

Uкэmax=Uп + nUн. (2.5.21)

 

Для сохранения режима непрерывных токов в индуктивности трансформатора должно выполняться условие L> Lkp, иначе импульсные токи Ikm будут большие

 

Lkp = Uo2 γ2 /2fPн. (2.5.22)

 

Амплитуда переменной составляющей на выходе преобразователя:

 

Umc = Iнγ/2Cf . (2.5.23)

 

Однотактный преобразователь с прямым включением диода изображен на рис. 2.5.14,а.

 

 

a)


б)


Рис. 2.5.14

 

При включенном транзисторе VT VД1 закрыт, VД2 открыт, VД3 закрыт. Энергия передается в нагрузку. При закрывании транзистора происходит скачкообразное изменение полярности напряжений на обмотках трансформатора, VД1 отпирается, VД2 закрывается, VД3 под действием самоиндукции дросселя L открывается. Энергия, запасенная в 2 фильтре, поступает в нагрузку. Через входной силовой фильтр С1, обмотку W1, VD1 энергия, запасенная в индуктивности обмотки трансформатора, возвращается в источник питания и конденсатор С1.

По закону электромагнитной индукции e = -WΔФt.

При намагничивании:

 

.

 

При размагничивании:

 

.

 

Используя условие полного размагничивания ( ΔФ+ = ΔФ-), запишем:

 

.

 

Отсюда определяется предельно допустимое γ , при котором трансформатор успевает размагнититься:

 

,

 

то есть

. (2.5.24)

 

Напряжение на закрытом транзисторе:

 

. (2.5.25)

 

Регулировочная характеристика линейна:

 

. (2.5.26)

 

Критическое значение индуктивности дросселя:

 

. (2.5.27)

 

Амплитуда переменной составляющей на выходе:

 

. (2.5.28)

 

Однотактный преобразователь с обратным включением диода содержит меньшее число элементов. Но сердечник трансформатора подмагничивается постоянным током, поэтому габариты его больше. Кроме того, он должен быть с немагнитным зазором. Чем больше мощность преобразователя, тем меньше преимуществ у схемы с обратным включением диода.

 








Дата добавления: 2016-03-15; просмотров: 2351;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.011 сек.