Данная схема имеет несколько существенных недостатков. Во-первых, работа с однополярными токами в обмотках трансформатора требует мер по снижению одностороннего намагничения сердечника. Во-вторых, при размыкании ключа энергия, накопленная в индуктивности намагничения трансформатора, не может «разрядиться» самостоятельно, поскольку все выводы трансформатора «повисают в воздухе». В этом случае возникает индуктивный выброс - повышение напряжения на силовых электродах ключевого транзистора, что может привести к его пробою. В-третьих, короткое замыкание выходных клемм преобразователя обязательно выведет силовую часть из строя, следовательно, требуются тщательные меры по защите от КЗ.

Недостаток, связанный с намагничением сердечника однополярными токами, присущ всем однотактным схемам, и с ним успешно бо-рятся введением немагнитного зазора. Для борьбы с перенапряжениями используется дополнительная обмотка, «разряжающая» индуктивный элемент в фазе холостого хода током гз, как показано на рис. 13.4.

III +

Ж VDp

ФАЗА1

Д VDp

ФАЗА 2

Рис 13.4. Способ защиты транзистора от индуктивных выбросов в прямоходовой схеме

Источники силового электропитания с дополнительной разрядной обмоткой встречаются на практике редко, поэтому в нашей книге мы не будем рассматривать их подробно, а уж тем более предлагать изготовить экспериментальную конструкцию. Гораздо более интересны с практической точки зрения обратноходовые фли-бак преобразователи. Подавляющее большинство современных телевизоров и видеомагнитофонов оснащено такими преобразователями сетевого напряжения. Разработано множество микросхем управления фли-бак кон-

верторами. Существуют как микросборки, использующие внешний силовой транзистор, так и включающие силовой элемент в свой состав, что сокращает габариты преобразователя. Отечественные цветные телевизоры второго поколения, появившиеся в середине 80-х годов, уже имели достаточно надежные фли-бак конверторы, построенные на дискретных элементах. Автор обращает на этот факт внимание тех, кто занимается ремонтом и модернизацией бытовой радиоаппаратуры. Знание основных принципов работы таких преобразователей поможет быстро отыскать неисправность, восстановить трансформатор с неизвестным типономиналом, подобрать микросхему управления и грамотно заменить другие вышедшие из строя элементы, а то и заменить устаревший БП полностью.

Удачные и недорогие сетевые фли-бак преобразователи мощностью 100-200 Вт могут быть успешно спроектированы даже начинающими разработчиками импульсной техники. Эти преобразователи надежны в работе, не боятся короткого замыкания на выходе, схемотехнически просты.

Обратноходовая схема (рис. 13.5) очень похожа на прямоходовую с той лишь разницей, что «начала» и «концы» вторичных обмоток трансформатора Тр включены наоборот (с обратной фазировкой). В данном случае фаза накопления энергии и фаза передачи ее в нагрузку разделены во времени, поэтому, по большому счету, электротехническое изделие Тр нельзя называть трансформатором. Это скорее двухобмоточный накопительный дроссель. Но, по устоявшейся терминологии, мы будем все же называть элемент Тр трансформатором. Как будет показано далее, этот дроссель все же имеет коэффициент трансформации, что роднит его с названным электротехническим изделием.

о VD

Диод Кл закрыт

9 VD

d=Ct, MRh

Диод Кл проводит ток

ФАЗА 1 ФАЗА 2

Во время накопления энергии трансформатором (фаза 1) ключ Кл замкнут, в первичной обмотке течет ток i. Закон накопления энергии мы можем математически записать исходя из уже известного нам соотношения:

где L] - индуктивность первичной обмотки.

Мы видим, что на этом участке ток первичной обмотки линейно нарастает.

Фаза передачи энергии (фаза 2) наступает при размыкании ключа Кл. В этот момент полярность на выводах трансформатора благодаря явлению самоиндукции меняется на противоположную. Открывается диод VD, ток 12 заряжает конденсатор фильтра Сф. Закон спада тока вторичной обмотки математически очень похож на закон нарастания тока первичной обмотки:

. . л •*

2(0 = М

где /,*- ток первичной обмотки, пересчитанный во вторичную. Его величина фиксируется в тот момент, когда происходит размыкание ключа; . Lj - индуктивность вторичной обмотки.

Мы видим, что в процессе работы конвертора токи трансформатора нарастают и спадают линейно. Чтобы обеспечить требуемые значения тока и напряжения на нагрузке, необходимо связать процессы, происходящие в первичной цепи, с реакцией на них вторичной цепи. Автор считает, что читателю, желающему разобраться с фли-бак схемой, необходимо вникнуть в ход дальнейших рассуждений, поскольку пара-тройка формул, приводимых в книгах, не позволяет хорошенько прочувствовать физику процессов, сводя все к механическому расчету. Спроектировать хороший импульсный источник, обладая столь скудной информацией, трудно. Итак, начнем.

Для удобства изобразим токи первичной и вторичной цепей на соседних графиках (рис. 13.6).