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) (71)

13. «Фли-бак»

Обратноходовый преобразователь напряжения

...Вчера весь вечер промучился с соседстш телевизором. Напрочь выгорел блок питания. Теперь не знаю, что и делать, - то ли отправить его на рынок за новым, то ли самому транс перемотать, транзистор заменить...

Из переписки

13.1. Принцип работы

До сих пор мы рассматривали схемы стабилизаторов, не требующие гальванической развязки от питающей сети. Обычно напряжение, которым питаются чопперные и бустериые стабилизаторы, поступает с автономных источников (батареи, аккумуляторы), либо с вторичных обмоток сетевых трансформаторов, естественно, имеющих значительные габариты. Разработчикам электронной техники давно хотелось заменить этот громоздкий элемент. Появление импульсных схем открыло широкие возможности для снижения массы и габаритов источников питания. Казалось бы, теперь нужно только спроектировать чопперную схему на сетевое напряжение и, управляя коэффициентом заполнения, получать напряжение питания радиоаппаратуры... Увы, заменить низкочастотный сетевой трансформатор чопперной схемой напрямую нельзя.

Од1ю из решающих обстоятельств, вынудивших разработчиков искать иные пути, - это отсутствие электробезопасности конструкции. В самом деле, радиоэлектронные приборы принято проектировать так, что проводник схемы, называемый «общим» (земляным), всегда подключается к шасси прибора, выполненного из металла. Нередко корпус прибора также не изолируется от шасси. С другой стороны, водопроводные трубы и батареи центрального отопления принято «заземлять», то есть подключать к ним заземленную нейтрапь трехфазной сети [71 ]. Один из контактов сетевой однофазной розетки всегда «нулевой»., другой - всегда «фазный». Человек, дотронувшийся



ДО прибора и случайно кскнувшийся батареи, окажется под напряжением 220 В, что отражено на рис. 13.1.

"Фаза" о-


"Нуль"

На корпусе "нуль"


На корпусе "фаза"

Рис. 13.1. Опасность поражения элекфическим током в сетевых схемах без гальванической развязки

Чтобы не возникало таких опасных для жизни и здоровья человека ситуаций, цепи прибора и питающей сети должны быть гальванически развязаны, то есть не иметь общих проводников. Единственно возможный выход в этом случае - использование трансформатора с независимыми первичной и вторичными обмотками.

Из главы, посвященной основам работы трансформаторов, мы помним, что с повышением рабочей частоты габаритная мощность трансформатора увеличивается, а это значит, что при сохранении мощности можно, повысив частоту преобразования, существенно снизить габаритные размеры трансформатора. Типовая схема преобразователя с гальванической развязкой цепей показана на рис. 13.2.

~220В ,

/


Рис. 13.2. Структурная схема типового конвертора сетевого напряжения

Переменное сетевое напряжение частотой 50 Гц выпрямляется и сглаживается выпрямителем-фильтром (ВФ1). Затем постоянное напряжение с помощью инвертора (И) преобразуется в импульсное переменное напряжение повышенной частоты. Импульсный трансформатор (Тр) преобразует это напряжение в необходимое для питания



радиоаппаратуры значение. Выпрямитель-фильтр (ВФ2) сглаживает пульсации и питает нагрузку R„.

Схемы выпрямителей и сглаживающих фильтров хорошо известны даже начинающим радиолюбителям, поэтому мы не будем подробно о них рассказывать, лишь упомянем в соответствующих местах некоторые особенности. Чуть подробнее расскажем о работе выпрямителя ВФ2 в условиях повышенной частоты. Наше внимание будет приковано в основном к схемотехнике инверторов, поскольку именно они определяют режим и надежность работы схемы.

Рассказ о схемотехнике инверторов мы откроем рассмотрением так называемых однотактных схем. Однотактными они называются потому, что электрическая энергия передается на выход преобразователя в течение одной части периода преобразования. Если энергия передается в тот момент, когда силовой ключ замкнут, такой преобразователь называют прямоходовым (forward). Если же энергия передается, когда ключ разомкнут - преобразователь называют обратноходовым (flyback).

Прямоходовую схему (рис. 13.3) мы упомянем вкратце. Цикл ее работы состоит из двух частей: передачи энергии (фаза 1) и холостого хода (фаза 2). В фазе 1 ток ц индуцирует ток во вторичной обмотке трансформатора Тр. Поскольку диод VD в этом случае оказывается включенным в прямом направлении (следите за фазировкой обмоток!), ток заряжает емкость Сф. При размыкании ключа Кл самоиндукция «переворачивает» полярность на выводах трансформатора, диод VD блокируется, ток нагрузки поддерживается исключительно за счет разряда емкости Сф.

II d=LCA. П

V Диод \ проводит

Диод Кл закрыт

ФАЗА 1 ФАЗА 2



(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)