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) (73)

-J,.

Рис. 13.6. Графики формы тока в первичной и вторичной обмотках

Вначале рассмотрим процессы во вторичной цепи, поскольку в конечном итоге нас интересуют напряжение и ток нагрузки. При достаточно большой величине емкости Сф, обеспечивающей качественную фильтрацию постоянной составляющей:

1 f / If* T-t ,

где - время, в течение которого происходит «накачка» энергии в индуктивный элемент;

- + -

2(т-з) T-t 2T{T-t)

- + -

коэффициент заполнения.

Чтобы связать токи и i, давайте предположим, что вся энергия, накопленная в первой фазе, переходит в нагрузку в фазе 2 (индуктивный элемент полностью передает свою энергию). Математически это значит, что:

Поскольку конструктивные параметры сердечника не меняются, мы можем записать:



•cp -cp

Приравнивая одинаковые части, мы получаем:

i\W\ = или Jl = 1гк,

где к - коэффициент трансформации. Следовательно,

кЬ kL f

Обозначим L[ = L, поскольку с этого момента мы будем иметь дело только с индуктивностью первичной обмотки. Итак:

. Y(l-Y)t/„ 2Lfk

где /- частота преобразования. Либо:

К 2Lfk

Проанализируем эту очень важную формулу. Мы видим, что при неизменном сопротивлении нагрузки и питающем напряжении, а так-

же частоте преобразования, индуктивности первичной обмотки и постоянстве коэффициента трансформации максимум напряжения на

нагрузке получаем при у = 0,5. Практически это означает, что, задав время заряда либо близким к нулю, либо близким к периоду коммутации Т, мы так или иначе получим близкое к нулю напряжение на нагрузке. На первый взгляд, нет никакой разницы, если регулирование напряжения будет осуществляться изменением коэффициента заполнения у на интервале [0...0,5] или [0,5...1,0]. Однако практически для силовой части преобразователя более предпочтителен первый режим. Почему? Об этом - следующий раздел.



13.2. Выбор режима работы фли-бак конвертора

Теперь совместим графики, относящиеся к первичной и вторичной цепям (рис. 13.7).

А 12

0,2т 0.5т Т

Рис. 13.7. Режим прерывистого и непрерывного тока

Пусть иддуктивность первичной обмотки трансформатора L выбрана такой, что при у = 0,5 происходит ее полный разряд на нагрузку. Если мы уменьшим коэффициент заполнения, ток вторичной обмотки трансформатора станет прерывистым на протяжении фазы разряда, как показано на рис. 13.7. В разделе, посвященном чопперной схеме, мы говорили, что прерывистый ток в индуктивном элементе нежелателен. Действите.чьно, для чоппера это очень важно, поскольку дроссель выполняет роль фильтра. Но во фли-бак схеме ток вторичной обмотки все равно прерывается в фазе заряда, к тому же здесь трансформатор является энергонакопительным элементом.

Представим, что мы увеличили у более 0,5. Теперь трансформатор не будет успевать полностью разряжаться на на1рузку. Форма тока в первичной и вторичной обмотках будет такой, как показано на рис. 13.8. Мы видим, что появляется постоянная составляющая, «переходящая» из одной обмотки трансформатора в другую. В момент начала заряда первичной обмотки трансформатора эта «переходящая» составляющая отражается как резкий скачок тока в первич1юй обмотке (рис. 13.9). Читатель может сказать: «Ну и хорошо, что появилась постоянная составляющая! Она увеличит напряжение на нагрузке». К сожалению, в этом случае, напротив, происходит убыль тока в силу появления в формуле произведения у (1 - у). Физически это означает, что добавляя постоянную составляющую, которая не успевает «переходить» в нагрузку, мы, тем не менее, укорачиваем время разряда t. При проектировании фли-бак конвертора следует стремиться, чтобы при



(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)