Тема: Однотактные преобразователи постоянного напряжения (ОПН)
Однотактные
преобазователи (ОПН), как и двухтактные
ППН, предназначены для преобразования
энергии постоянного тока одного значения
напряжения в другое значение постоянного
напряжения
Модель инвертора
содержит один ключ и трансформатор,
Пока ключ открыт
(время импульса, когда транзистор в
состоянии насыщения) существует
магнитный поток и в обмотках индуцируются
ЭДС. Когда ключ размыкается (транзистор
входит в состоянии отсечки), трансформатор
отключается от источника постоянного
напряжения. .
Для того, чтобы
в паузе (когда транзистор закрыт)
магнитный поток существовал и имел
противоположное направление, необходимо
создать путь, по которому во время
паузы разряжалась бы энергия, запасённая
первичной обмоткой во время импульса
В целом, длительность
импульса больше длительности паузы,
поэтому режим работы и транзистора, и
трансформатора несимметричный, т.е. и
ток коллектора насыщенного транзистора,
и магнитный поток в трансформаторе
имеют постоянную составляющую
Транзистор: iK
(t)
= IK
НАС
0
+ iK
~
(t)
Магнитопровод
трансформатора: Ф(t)
= ±
Ф0
+ Ф~
(t)
при: 0 ≤
t
≤
ТИ
Однотактный инвертор
Путь разряда
первичной обмотки может строиться на
основе установки:
дополнительной
обмотки трансформатора;
дополнительного
транзистора той же полярности, что и
основной, или противоположной;
специального
конденсатора параллельно первичной
обмотке
Опн с передачей энергии в импульсе
Величина
индуктивности вторичной обмотки
выбирается меньше
критической. При этом транзистор
включается «мягко»
(без потерь энергии и переходных
процессов). Ток коллектора насыщенного
транзистора растёт линейно от нуля
(треугольная форма iK
НАС).
В этом ОПН нет
отдельного
накопителя
энергии. В качестве накопителя
используется индуктивность вторичной
обмотки
трансформатора( с величиной меньше
критической)
ОПН с передачей
энергии в импульсе (обратно-ходовая
схема) функционирует со сглаживающими
фильтрами, начинающимися с ёмкости и
при мощностях нагрузки ≤
100 Вт
При выключении
транзистора во вторичной обмотки
трансформатора развивается помеха
(кратковременный переходный процесс),
в (2
4 ) раза
больше
напряжения источника
При включении
транзистора запирается выпрямительный
диод Д.
При этом начинает заряжаться вторичная
обмотка (накопитель энергии LW2,
а конденсатор сглаживающего фильтра
CФ
– разряжаться на нагрузку. По окончании
tИ
транзистор выключается, открывается
выпрямительный диод и вторичная обмотка
отдаёт накопленную энергию конденсатору
CФ.
Во вторичной обмотке развивается очень
большая кратковременная помеха. Во
время паузы tП
tП
разряжается через блокировочный
конденсатор СБЛ.
В паузе
магнитный
поток протекает
в противоположном
направлении и формируется ЭДС
прямоугольной формы другого ( по
отношению к знаку ЭДС во время tИ)
знака.
В этом типе
ОПН конденсатор отдаёт в нагрузку
энергию, накопленную в предыдущем
периоде
Работа схемы
ОПН с передачей
энергии в импульсе
строится по схеме силовой части ключевого
стабилизатора постоянного напряжения
типа полярно-инвертирующего (ПИ)
типа, поэтому
связь напряжения в нагрузке и напряжения
источника питания можно записать в
виде:
КЗ
UН
= КТ
UПОС
———
1
–
КЗ
где:
КТ
= W2
/
W1
ОПН с передачей энергии в паузе
В этом ОПН есть
отдельный
накопитель
энергии. В качестве накопителя
используется индуктивность реактора
сглаживающего
фильтра( с величиной меньше критической).
Транзистор
включается «мягко»
(без потерь энергии и переходных
процессов). Ток коллектора насыщенного
транзистора растёт линейно от нуля
(треугольная форма iK
НАС).
ОПН с передачей
энергии в паузе (прямо-ходовая схема)
функционирует со сглаживающими
фильтрами, начинающимися с индуктивности
и при мощностях нагрузки ≥
100 Вт
При выключении
транзистора во вторичной обмотки
трансформатора развивается помеха
(кратковременный переходный процесс),
в (2
4 ) раза
больше
напряжения источника