Раздел: Документация
0 1 2 3 4 5 6 7 ... 114 К первичной обмотке трансформатора Т1 прикладывается попеременно входное напряжение, снимаемое с одного из конденсаторов. В течение одного полупериода, когда открыт транзистор Q1 конденсатор С1 разряжается на первичную обмотку трансформатора, конденсатор С2 при этом заряжается. В другой полупериод, при открытом транзисторе Q2 конденсатор С1 заряжается, конденсатор С2 разряжается. Одним из широкоиспользуемых на практике способов переключения сетевого питания на пониженное напряжение с сохранением величины выходного напряжения является соединение точки В с одним из входов сетевого выпрямителя. При этом сравнительно просто образуется схема удвоения напряжения питания. Для формирования емкостного фильтра на выходе сетевого выпрямителя емкости конденсаторов С5, С4 выбираются достаточно большими. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора Т1.1 включена индуктивность Ls, представляющая индуктивность рассеяния Т1. Для исключения возможности несимметричного подмагничивания трансформатора Т1, что может иметь место при переходных процессах в преобразователе, применяется разделительный конденсатор СЗ, емкость которого значительно меньше конденсаторов С5, С4.  Рис. 1.4. Принципиальная схема двухтактного полумостового преобразователя напряжения Временные диаграммы напряжений и токов Транзисторные ключи Ql, Q2 противофазно открываются и закрываются сигналами Ui и и2 (см. рис. 1.5), момент времени t0-t2 соответствует открытому состоянию транзистора Ql, a t4-t5 - транзистора Q2. При этом первичная обмотка трансформатора Т1.1 оказывается подключенной к выходу емкостного делителя напряжения СЗ, С4, вследствие этого напряжение на запертых транзисторах не превышает значения Епит/2. Однако, в некоторые моменты времени (пуск, переключение, коммутация нагрузки и др.) напряжение на транзисторах в закрытом состоянии может превысить это значение. Так, при закрывании транзистора Q1 (момент времени t2) на интервале t2-t3 на его коллекторе происходит нарастание напряжения, время нарастания определяется временем заряда конденсатора С1 и разряда С2 под воздействием тока обмотки трансформатора Т1.1. С одной стороны, это вызывает увеличение тока через транзистор Q2 в момент открывания, а с другой стороны, задерживает нарастание коллекторного напряжения относительно спада тока при запирании транзистора Q1. На интервале t2-t3 напряжение на коллекторе Q1 имеет характерный выброс до напряжения питания Епит, который обусловлен действием индуктивности рассеивания Ls. Демпфирование выброса может осуществляться RC-цепочками, однако, это снижает КПД устройства, поэтому в источниках питания малой мощности их не применяют. Нарастание тока на интервалах t,-t2, t4-t5 обусловлено нарастанием тока намагничивания трансформатора Т1.1 и дросселя выходного фильтра. В момент времени t4 сигнал управления Ui открывает транзистор Q1 и все процессы повторяются. Следовательно, после очередной коммутации транзисторов токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора, уменьшаясь по и, А  рис. 1.5. временные диаграммы работы двухтактного полумостового преобразователя напряжения значению, сохраняют свое первоначальное направление в течение некоторого интервала времени, так как после переключения транзисторов и смены полярности выходного напряжения ток в нагрузке скачком измениться не может. При этом реактивная энергия, накопленная в нагрузке и трансформаторе, возвращается в систему электроснабжения через открытый транзистор, который оказывается при этом в инверсном режиме. Для обеспечения контура возврата этой энергии в схемы вводятся дополнительные возвратные диоды Dl, D2, подключаемые параллельно транзисторам. Необходимость применения этих диодов определяется значением коэффициента передачи силовых транзисторов в режиме их инверсного включения. Учитывая, что параметры транзисторов в инверсном включении обычно не оговариваются, упомянутые диоды обычно включаются независимо от типа применяемых транзисторов. Двухтактным схемам свойственно явление «сквозных токов», причиной которого является инерционность перехода транзистора из включенного состояния в выключенное из-за конечного времени рассасывания избыточных неосновных носителей. Так как время включения транзистора значительно меньше его выключения, то при управлении выходным силовым каскадом прямоугольным импульсным напряжением без паузы существует время, в течение которого открыты транзисторы обоих плеч преобразователя. Это приводит к значительному росту тока через транзисторы. Способом борьбы со сквозными токами является создание фиксированной задержки открывающего сигнала по отношению к закрывающему. 1.3. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В разделе рассматриваются примеры практической реализации элементов структурных схем источников питания, а также справочные данные основных элементов схем и их аналогов. Входной фильтр Назначение входного фильтра Блок питания представляет собой серьезный источник помех компьютера для бытовой теле- и радиоаппаратуры [6, 7]. Причины помех: переключательный режим полупроводниковых приборов; наличие реактивных элементов, таких как индуктивность выводов элементов и емкость монтажа, которые приводят к возникновению паразитных автоколебаний. Интенсивность помех существенно зависит от быстродействия транзисторов и диодов силовой части, а также длины выводов элементов и емкости монтажа. Наличие помех оказывает неблагоприятное воздействие и на работу самого блока питания, проявляющееся в ухудшении характеристик стабилизации источника. При анализе схемотехники импульсных источников питания принято различать синфазную и дифференциальную составляющие помехи. Синфазное напряжение помехи измеряется относительно корпуса устройства с каждым из полюсов шин питания источника. Дифференциальная составляющая измеряется между полюсами шин питания (первичной, нагрузочной), еще ее определяют как разность синфазных составляющих помехи между шинами соответствующей цепи. Наилучшим средством снижения уровня помех считается устранение их в местах возникновения, следовательно, место включения фильтра строго определено - на входе источника питания. При разработке фильтра источников питания наибольшее внимание уделяют подавлению именно синфазной и дифференциальной составляющих помех в сети. Функции фильтра С целью предотвращения проникновения в электрическую сеть импульсных помех, создаваемых источником питания, на его входе включается, как правило, заградительный фильтр (следует отметить, что некоторые производители, очевидно в целях экономии, пренебрегают установкой некоторых элементов фильтра). Кроме подавления помех фильтр, как входной элемент, выполняет также защитную функцию в аварийных режимах эксплуатации источника питания: защита по току, защита от перенапряжения. В некоторых схемах источников питания в состав фильтра включают нелинейный элемент варистор, предназначенный для ограничения зарядного тока высоковольтного емкостного фильтра. В этом пункте рассмотрим только те меры, которые применяют для защиты от помех на входе источника питания. Значительного уменьшения влияния помех на функционирование расположе-ной рядом аппаратуры добиваются размещением источника питания в металлический корпус, который является своеобразным экраном для их распространения через эфирное пространство. В стандартном подключении корпус присоединен к 0 1 2 3 4 5 6 7 ... 114
|
