Магнитопровод параметрического трансформатора ИИЭ с двусторонним ключом
С учетом коэффициента загрузки по напряжению 0,8 допустимое Uкэ транзистора и ио&р диода должны быть не менее 2000В. Другой недостаток схемы — трудности стабилизации выходных напряжений.
Рис. 7. Принципиальная схема ИИЭ с двусторонним ключом и параметрическим трансформатором
Совершенствование технологии производства отечественных высоковольтных полупроводниковых ключевых элементов (транзисторов, запираемых тиристоров) дает основание привести эффективную схему регулирования и стабилизации напряжений в преобразователе с двусторонним ключом, предложенную специалистами японской фирмы Сони [17].
Основу устройства составляют новейшие высоковольтные мощные транзисторы и высококачественные ферриты с большой максимальной индукцией (Вт>0,4 Т) и малыми потерями.
Стабилизирующее действие схемы основано на применении параметрического трансформатора с ферритовым магнитопроводом специальной формы (рис. 6). Принципиальная схема преобразователя для цветного телевизора представлена на рис. 7. Эффект стабилизации в ней достигается за счет параметрического изменения индуктивности L1 первичной обмотки трансформатора wl.
Параметром является постоянный ток подмагничивания, протекающий через управляющую обмотку Wj. Обращаясь к рис. 6, заметим, что при Iу = 0 магнитные потоки, создаваемые ампер-витками рабочей обмотки wl во всех четырех кернах А, В, С и D магнитопровода, одинаковы. Когда Iу =/=0, магнитные потоки, созваемые обмоткой wy в кернах Л и D, вычитаются из магнитных потоков, создаваемых рабочей обмоткой, а в кернах В и С — складываются с ними. Благодаря этому суммарный замкнутый магнитный поток магнитопровода, приходящий через поперечное сечение рабочей обмотки w1, меняется с изменением Iу, а следовательно, меняется ее индуктивность L1 = Ф1/i1.
Рис. 8. Зависимость индуктивности рабочей обмотки Wi параметрического трансформатора от рабочего Ii и управляющего Iу токов
На рис. 8 показаны зависимости индуктивности L1 от Iу и Л для магнитопровода из высококачественного марганец-цинкового феррита (5т = 0,44 Т, Bг = 0,17 Т) с размерами а = 24,5, Ь = 29, € = 20,8 и d = S мм при wу=1100, wl = w2 = 27 витков. В схеме преобразователя (см. рис. 7) последовательно с обмоткой wl параметрического трансформатора включен высокодобротный дроссель lw, служащий для ограничения размаха тока через двусторонний ключ при уменьшении L1 в процессе регулирования.
Как известно из теории выходного каскада строчной развертки с двусторонним ключом [4], t3 определяется полупериодом собственной частоты колебательного контура, образованного (для схемы рис. 7) индуктивностью LAP + Lj и емкостью С1. Регулируя t3 с помощью изменения L1, добиваются регулирования UK, а следовательно, и напряжений вторичных обмоток трансформатора.
Для повышения КПД и крутизны регулировочных характеристик параллельно выходной обмотке с наибольшим числом витков подключен конденсатор Сп, который придает преобразовате-
лю резонансные свойства. Выходные напряжение и мощность связаны с параметрами схемы следующими выражениями:
где n = w2/w1; w=2п/Т; Rs — эквивалентное сопротивление нагруз-жи. Отсюда видно, что Еяых и РВых имеют максимум при определенном значении ш и, как показывают расчеты и эксперимент, зависимости Рвыж и EВых от л и частоты работы преобразователя весьма резкие.
Преобразователь (см. рис. 7) имеет защиту, срабатывающую при перегрузках по выходному напряжению и току. При повышении Eвых под действием дестабилизирующих факторов увеличиваются токи через транзисторы VT2, VT3 и обмотку дау, вследствие чего индуктивность L1 уменьшается и Евых возвращается к исходному значению. При понижении £Вых процесс протекает в противоположном направлении. При снижении £Вых ниже некоторого порога ток через VT1 и wy прекращается совсем, что приводит к резкому увеличению индуктивности L1 (рис. 8) и снижению тока накачки.На этом основан эффект защиты от перегрузок по выходному току.
Основные параметры схемы рис. 7: шу=1200, wl = w3 = 40 витков. При Uсети=100 В Рвых max = 80,5 Вт, КПД = 83%, чувствительность регулирования мощности ДРВых/ДIу = 5,1 Вт/мА, нестабильность напряжения +115 В при изменении тока нагрузки от 0,4 до 0,8 А не более 0,5 В.
