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) (74)

у = 0,5 на нагрузке было максимальное значение тока, а схема управления работала в режиме [0...0,5]. Режим у = 0,5 должен обеспечиваться при снижении питающего напряжения U„ до минимальной величины, которая задается в начале проектирования. Выбор индуктивного элемента в этом сл)ае должен осуществляться по формуле;

Y-(1-Y)r

Это значение индуктивности первичной обмотки следует принять в качестве основного.

Рис. 13.8. Режим работы конвертора с коэффициентом заполнения более 0,5

Рис. 13.9. «Трапеция» тока в первичной обмотке при работе преобразователя с коэффициентом заполнения более 0,5

Давайте повнимательнее взглянем на выведенную нами формулу: и, Y(l-Y)t/„

ILfk

Если мы увеличим сопротивление нагрузки, то (поскольку все величины, стоящие в правой части равенства, остаются неизменными) должно увеличиться напряжение на нагрузке. Если в схеме присутствует блок стабилизации, он «отработает» этот скачок уменьшением у, возвратив значение напряжения на нагрузке к требуемой величине.

Читатель может заметить интересную особенность фли-бак конвертора - если увеличить сопротивление нагрузки в десятки раз по сравнению с номинальной (по сути, вообще отключить нагрузку), напряжение может «подпрыгнуть» выше напряжения питания! В действительности это не так. Увеличивая сопротивление нагрузки при неизменном коэффициенте заполнения, мы заставляем появиться в магнитопроводе «невозвращаемой» составляющей, которая будет тем



больше, чем больше сопротивление нагрузки, как показано на рис. 13.10. Определим предельно возможное напряжение, исходя из равенства нулю среднего тока трансформатора:

Окончательно:

w, l-y

\/ \ \

Rh<rh<r;;

Рис. 13.10. Зависимость величины «невозвращаемой» составляющей в зависимости от величины нагрузки

Хорошо видно, что ток нагрузки в этом случае определяется напряжением питания и коэффициентом заполнения. Чтобы обезопасить питаемую схему от бросков напряжения в момент включения, в преобразователь вводят так называемую активную неотключаемую нагрузку, параметры которой выбирают из минимально возможного для схемы коэффициента заполнения. В современных схемах при обрыве нагрузки автоматически в несколько раз повышается частота преобразования /, что позволяет в несколько раз увеличить неотклю-чаемое сопротивление и повысить КПД.

13.3. Проектирование трансформатора для фли-бак конвертора

Для фли-бак конвертора подойдет трансформатор, выполненный либо на базе ферритовых броневых чашек (мощность не более единиц Ватт), либо Ш-образных магнитопроводов (десятки-сотни Ватт в нагрузке). Основы расчета таких индуктивных элементов мы уже рас-



смотрели в главе, посвященной чопперу. В данном случае трансформатор также должен быть выполнен с зазором. Коэффициент трансформации определяется из соотношения:

/с = при условии у = 0,5.

Число витков первичной обмотки:

W, =

где и™"- минимальное напряжение питающей сети; В - амплитуда магнитной индукции в сердечнике; S - площадь рабочего поперечного сечения сердечника.

Минимальный объем магнитопровода можно определить, исходя из допустимой температуры перегрева. Однако, как правило, реальный объем магнитопровода оказывается на порядок больше, поскольку мы ограничены также размером окна.

Подробный расчет трансформатора и рекомендации по его изготовлению будут приведены в разделе, посвященном экспериментальной конструкции фли-бак преобразователя.

13.4. Защита силового транзистора от потенциального пробоя

в промышленных схемах фли-бак конверторов [30] силовая часть схемы всегда содержит элементы, назначение которых с первого взгляда не понятно. Типичные цепочки показаны на рис. 13.11-13.14. Они могут встретиться как по отдельности, так и в сочетании. Наиболее распространена цепочка R, С, VD, изображенная на рис. 13.11. Она носит название фиксирующей цепочки. Анализ многочисленных схем источников питания, проведенный автором, показал, что очень часто в практически идентичных схемах, но относящихся к разным фирмам-разработчикам, номиналы резистора R и конденсатора С могут отличаться на порядок. Обе схемы, тем не менее, используются в серийных изделиях и надежно работают. Но вопрос выбора элементов фиксирующей цепи все же остается неясным.



(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)