Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) ( 56 ) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (56)

Казалось бы, с помощью столь простых средств можно создать повышающий стабилизатор, имеющий на входе 1,5 В (напряжение одного гальванического элемента) и выдающий на нагрузку 1,5 кВ! К сожалению, максимальный коэффициент преобразования (даже при наличии очень хороших элементов схемы) существенно ограничен. Его значение не превышает в типичных реальных схемах 3...5. Почему так происходит, мы объясним в отдельном разделе. Пока же определим вид регулировочной характеристики (зависимости выходного напряжения от входного и режима работы стабилизатора).

В фазе заряда максимальное значение тока дросселя:

где го - добавка тока, определяемая режимом, в котором ключ Кл постоянно разомкнут:

В фазе разряда дросселя к нему прикладывается разность напряжений ([/„ - [/„) и происходит спад тока дросселя, как показано на рис. 10.6.

/ i.-Y

1 1 [

; 1

-->

Рис. 10.6. К определению вида регулировочной характеристики бустерного преобразователя

В установившемся режиме «добавка» зарядного тока равна убыли разрядного, поэтому мы можем записать:

L " L

После несложных преобразований получаем:



Хорошо ВИДНО, ЧТО чем меньшее разрядное время нам удастся сделать, тем большее напряжение мы можем получить на нагрузке. Конечно, такая ситуация может быть только в идеальной схеме. Реальная схема имеет существенные отличия, и мы рассмотрим их, как бьшо обещано, позже.

Перейдем к вопросам определения параметров бустерной схемы

10.2. Определение параметров бустерной схемы

а) Индуктивность дросселя L

Как бьшо отмечено выше, цикл работы бустерной схемы состоит из дв}тс фаз: фазы заряда дросселя и фазы его разряда на нагрузку. Кроме того, стабилизатор должен иметь возможность передавать от источника в нагрузку достаточную, мощность, которая определяется из выражения:

где /„ - ток нагрузки, А.

В то же время ток нагрузки определяется током заряда дросселя и не может стать больше i. Ранее мы также выяснили, что ток в индуктивности нарастает по линейному закону:

. Ur,ts

L

После несложных преобразований получим:

Мы получили еще один интересный результат-нельзя бесконечно увеличивать величину индуктивности. Если L будет слишком большой, мы не сможем передать в нагрузку необходимую мощность. Казалось бы, если мы ограничены в выборе индуктивности «сверху».



почему бы нам не сделать ее сколь угодно малой и тем самым, повысив ток заряда, повысить передаваемую мощность? Увы, нижняя граница величины индуктивности тоже существует, и к определению Lj следует отнестись даже более внимательно, чем к оценке Za. Выбрав индуктивность слишком большой, мы рискуем лишь тем, что не получим требуемой мощности в нагрузке. А вот если индуктивность окажется слишком маленькой, это может стоить нам необратимого разрушения всей схемы стабилизатора. Дело в том, что транзистор, используемый в качестве ключевого элемента Кл, может пропустить через себя ток, сила которого ограничена цифрой, приведенной в технических условиях на данный элемент (максимальный ток коллектора или стока). Поскольку ток в индуктивном элементе нарастает линейно, его максимальное значение (которое появится в момент, соответствующий переходу схемы из фазы 1 в фазу 2) ни в коем случае не должно превысить допустимых для транзистора значений, что показано на рис. 10.8. Определим критическое значение индуктивности.


Опасная

зона

/ / / /

1зтах

Рис. 10.7. К расчету критического зна- Рис. 10.8. Оценка величины индуктив-чения индуктивности ностей с точки зрения надежности схе-

мы преобразователя

Поскольку ток ц течет всегда, максимальный ток через индуктивный элемент будет:

.max •

т rmin .max п 3

-min

Устремляя к нулю ток го (минимальный режим), получаем:

т гтш тах -пип -max

1Г = ъ,



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) ( 56 ) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)