Петля гистерезиса магнитопровода в режиме однотактного преобразователя
Пример расчета однотактного преобразователя с «обратным» включением диодов. Заданы: Pвых mах — 100 Вт, РВых min = 75 Вт, T = 40 мкс. Iкmах=2 А, UВых=120 В. Принимаем также, что расчет проводится на случай Uсети = 220 В — 10%, т. е. для Uвх= = 220-0,9-1,41 = 279 В (коэффициенты 0,9 и 1,41 учитывают сниженное на 10% напряжение сети и пиковое значение выпрямлен» ного напряжения).
1. По формуле (3) определяем L1min. Принимаем 6mах = 0,5. Тогда Lmin = 2792-40-0,25/2*100= 3892 мкГн. Берем L1 = 4000мкГн.
3. Определяем ориентировочно нижнюю границу регулирования 6 в режиме стабилизации ( 6min). Для этого принимаем во внимание, что энергия, запасаемая в L1, равна W = L1I2K/2, где IK = UBx6T/L1, а мощность, передаваемая в нагрузку,
Pвых=U2вх б2T/2L. (9)
Пользуясь формулой (9) и принимая Uвх = 220-1,1 1,41 ==342В, T=40 мкс, Lj = 400 мкГн, РВыхпнп = 75 Вт, находим
4. Пользуясь (2), находим n при 6 = 0,5 и Uвх = 279 В: n= 279/120 =2,32.
5. Проверяем по формуле (2) UBblK при UBX = 342 В, 6=0,36
UВЫХ= 342/2,32 * 0,36/0,64 = 83 В
Так как расчетное значение Uвых при 6тш меньше, чем заданное (120 В), имеется возможность путем увеличения 6 повысить Uвых. Диапазон изменения 6 задается выбором параметров цепи ОС.
ОДНОТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С ДВУСТОРОННИМ КЛЮЧОМ
Преобразователь с двусторонним транзисторно-диодным ключом нашел широкое применение в выходных каскадах телевизионной строчной развертки. В современных телевизионных приемниках выходной каскад строчной развертки по сути дела кроме генерирования отклоняющего тока выполняет функции импульсного источника вторичных напряжений питания ряда цепей и узлов: второго анода кинескопа, ускоряющих и фокусирующего электродов, видеоусилителей. При этом суммарная выходная мощность достигает 25 — 30 Вт. Работа этого каскада подробно освещена в [4].
Одним из главных достоинств преобразователя напряжения на основе двустороннего ключа по сравнению с ранее описанными является более «гладкая» форма импульса напряжения на коллекторе транзистора, которая в первом приближении аппроксимируется полусинусоидой.
Благодаря этому импульсная мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора, в несколько раз меньше, чем для преобразователей с односторонним ключом. Преобразователь с двусторонним ключом более экономичен, так как в нем не требуется защитная цепочка, устанавливаемая параллельно транзистору, для уменьшения скорости нарастания напряжения на коллекторе. Наконец, магнитопровод трансформатора работает при большей средней магнитной индукции (так как через первичную обмотку протекает ток изменяющейся полярности), благодаря чему габаритные размеры и масса трансформатора могут быть меньше.
Главный недостаток преобразователя — значительный импульс напряжения на коллекторе, вырабатываемый в интервале времени tз при закрытом двустороннем ключе. Это напряжение приблизительно равно Uк=1,57Еп
T/t3, где Т — период работы преобразователя. В случае преобразователей с РВЫх>30 — 40 Вт, для обеспечения накачки в нагрузку необходимой мощности, T/t3 должно быть не меньше трех, поэтому рабочее импульсное напряжение на коллекторе транзистора при Еп=342 В составляет 1610 В.
