Еквівалентна схема зворотньовходового перетворювача

Принцип роботи перетворювача

Основним елементом зворотньовходового перетворювача є багатообмотувальний накопичувальний дросель, який часто називають трансформатором.

Розрізняють два основних етапи роботи схеми: етап накопичення енергії дроселем від первинного джерела електроенергії і етап виведення енергії дроселя у вторинну ланцюг. При замиканні ключа, до первинної обмотки дроселя прикладається напруга джерела живлення. У дросселе починає наростати магнітний потік, а отже накопичуватися енергія. Як ключі зазвичай виступають транзистори. При замиканні ключового елемента (відключенні первинної обмотки від джерела живлення) струм через первинну обмотку дроселя різко зменшується, наводячи на вторинну обмотку ЕРС, відпиратися діод. У вторинній ланцюга починає протікати струм, який заряджає конденсатор і живить навантаження. Під час першого етапу (етапу накопичення енергії) навантаження живиться тільки за рахунок заряду, отриманого конденсатором під час другого етапу. Імпульси струму в первинної ланцюга повторюються з частотою від 1 кГц до 100 кГц (залежно від типу перетворювача). В результаті у вторинній обмотці протікає струм Регулювання напруги, що живить навантаження, здійснюється за рахунок зміни тривалості імпульсів струму в первинній обмотці.

Деякі мікросхеми для таких перетворювачів не мають повноцінного широтно- імпульсного модулятора (ШІМ - коли для зміни вихідного напруги змінюється тривалість імпульсу від 50... 70 % до 0) і працюють в «старт- стопного» режимі. Тобто мікросхема постійно працює з максимальною потужністю, якщо напруга підвищилася вище порога перемикання - мікросхема відключається і перестає «закачувати» імпульси в трансформатор до тих пір, поки воно не знизиться, після чого знову починає працювати з максимальною потужністю. Такий режим роботи, в порівнянні з ШІМ, створює багато перешкод, вихідна напруга сильно пульсує, збільшується навантаження на згладжує конденсатор, силовий транзистор, випрямні діоди, але для заряду акумуляторів, живлення цифрових схем це несуттєво.

Схема двотактних імпульсних джерел живлення, півмостова схема.

Півмостова схема показана на рис. Для накопичення енергії в полумостовой схемі використовуються два конденсатора однакової ємності.

На вихідний трансформатор полумостовой схеми задається напруга змінної полярності, що змінюється кожен напівперіод. Тому тут не виникають проблеми симетрування, настільки суттєвою для двотактних схем.

Транзистори T1 і Т2 поперемінно під'єднують первинну обмотку Тр до землі і Uвх. Напруга на трансформаторі одно 0, 5 Uвх, коли T1 включений, і Uвх - 0, 5Uвх = 0, 5 Uвx, коли T2 включений, так як кожен конденсатор заряджається до 0, 5 Uвх. Потужність, що знімається з полумостовой схеми, становить 0, 5 Uвх * Ік. Тому при заданому значенні Uвх для отримання більшої потужності струм Ік повинен бути більшим. Падіння напруги на транзисторах T1 і Т2 у відключеному стані становить тільки Uвх.

Необхідний деякий проміжок часу - мертвий час - між вимиканням одного транзистора і включенням іншого, бо в іншому випадку струм, що протікає через відключається транзистор, протягом часу затримки вимкнення нічим не буде обмежений.

Діоди Д1 забезпечують обмеження напруги, индуцируемого в первинній обмотці ТР1, коли і Т1, і T2 відключаються (як це має місце в період мертвого часу або вище при ШИМ). Зникаюче магнітне поле може викликати появу на первинній обмотці перенапруження позитивної або негативної полярності, яке буде докладено до транзистора T1 або T2. Діоди Д1 обмежують величину напруги на первинній обмотці в цьому випадку або на рівні Uвх, або на рівні потенціалу землі. Ці діоди називаються захисними діодами.

Висновок: Імпульсні блоки живлення майже повністю замінили блоки живлення на силовому трансформаторі. Вони використовуються практично у всіх пристроях, підключених до побутової мережі напруги: телевізорах, комп'ютерах та аксесуара х тощо. Як наслідок, імпульсні стабілізатори напруги мають високий ККД при невеликих розмірах, вазі і вартості.

Недоліком таких стабілізаторів є значне високочастотне випромінювання і, як наслідок, необхідність екранування в чутливій апаратурі. Крім того, на виході стабілізатора можуть бути присутні пульсації, які виникають через високочастотні наведення ЕРС від трансформатора та з'єднуючих провідників.

Мета: Дослідити імпульсні джерела живлення.

Тема: Імпульсні джерела живлення та їх топологія

Хід роботи

1. Імпульсні блоки живлення

2. Переваги імпульсних БП

3. Недоліки імпульсних БП

4. Безтрансформаторний стабілізатор з підвищенням напруги

5. Безтрансформаторний стабілізатор з підвищенням напруги

6. Дослідження зворотньоходового ІБЖ

7. Дослідження півмостового ІБЖ

8. Висновок

Під час виконання лабораторної роботи ми дослідили два різних імпульсних блоків живлення. Наведемо їх схеми:

Ми виконали такі виміри:

На вході фільтра U=218V

На виході фільтра U=218V

Напруга на середині ємності 150V

Повна напруга 300V

Напруга на ємнісному фільтрі 320V

Напруга при навантаження 1.5 кВ

Мертвий час - 1рсек