Расчет импульсного источника вторичного электропитания (стр. 2 из 9)

Кроме низкочастотного фильтра (

) в схеме выпрямителя, рис. 3, имеются высокочастотные фильтры. Во входной цепи установлен фильтр, состоящий из двухобмоточного дросселя и конденсаторов . Дроссель и конденсатор С_вч3 ослабляют синфазные ВЧ помехи, которые существуют между питающими проводниками ИВЭП, а конденсаторы и снижают уровень дифференциальных ВЧ помех, которые возникают и распространяются между корпусом прибора и питающими проводниками. Для ВЧ помех проводник Общ.ВЧ является эквипотенциальным для всех высокочастотных напряжений, возникающих в ИВЭП или приходящих извне от сети. В общем случае этот проводник рекомендуется соединять, если это возможно, с соответствующим качественным внешним заземлением.

Как известно, нагрузочная характеристика выпрямителя с емкостным фильтром имеет падающий вид, т.е. с увеличением тока нагрузки напряжение

уменьшается, а с уменьшением тока нагрузки – увеличивается. Максимальное значение напряжения, которое имеет место при холостом ходе выпрямителя, определяется:

Т.е. Е_пмакс больше, чем действующее значение напряжения сети Е_С.Д.

Выпрямители с емкостным фильтром обладают и недостатками: 1) падающий характер нагрузочной характеристики является недостатком выпрямителя, так как появляется дополнительная составляющая нестабильности напряжения на входе импульсного преобразователя; 2) существенно несинусоидальной и импульсной форме тока, потребляемой им от сети переменного напряжения. Причем, чем больше емкость конденсатора

, то есть чем выше качество сглаживания напряжения (меньше величина пульсаций ), тем меньше длительность импульсов потребляемого тока и больше их амплитуда.

Средний ток, протекающий через каждый из диодов выпрямительного моста VD_c1,…,VD_c4, находится:

Максимальное обратное напряжение, прикладываемое к диодам сетевого выпрямителя VD_c1,…,VD_c4, равно Е_пмакс, т.о.

Емкость конденсатора сглаживающего низкочастотного фильтра:

Наличие в ИВЭП пускового тока требует, чтобы в выбранных диодах нормированная величина максимально допустимого импульсного тока

превышала среднее значение в 5...20 раз. В справочных данных для выпрямительных диодов этот параметр приводится как одноразовый импульс прямого тока.

При выборе элементов рассматриваемых электронных схем следует учитывать, что для надежной работы ИВЭП требуется применение коэффициента запаса по средним и импульсным электрическим параметрам

.

1.4 Силовой каскад ОПНО

Принципиальная схема силового каскада ОПНО "бестрансформаторного" ИВЭП приведена на рис. 4.

Рис. 4. Схема силового каскада ОПНО "безтрансформаторного" ИВЭП.

Здесь функции силового ключа S (см. схему рис. 2.) выполняет МДП-транзистор

. Полевой транзистор с изолированным затвором индуцированным каналом n-типа. Временные диаграммы его работы показаны на рис.5.

Рис. 5. Временные диаграммы работы силового каскада.

Режим работы силового каскада по заданию - режим прерывистых токов (ПТ), характеризуется наличием нулевого значения тока в индуктивности

на определенных интервалах времени функционирования преобразователя, что показано на временных диаграммах рис. 5.

Как видно из временных диаграмм

, на рис. 5, в режиме ПТ разряд индуктивности вторичной обмотки трансформатора TV происходит за время

(1.1)

На интервале времени

ток обмотки равен нулю. Это определяет сущность термина “прерывистый” ток, означающий прерывание тока индуктивности намагничивания трансформатора TV на протяжении определенных интервалов времени работы Т силового каскада, т. е. наличие тока вторичной обмотки трансформатора, а следовательно, и диода VD_в , равно нулю.

В режиме ПТ для этапа времени

накопления тока в индуктивности первичной обмотки справедлива схема рис.6.

Рис.6. Схема силового каскада на этапе накопления тока в индуктивности.

Функция изменения тока, протекающего через индуктивность

:

(1.2)

Процессы разряда индуктивности

определяются схемой рис.7.

Рис. 7. Схема силового каскада на этапе разряда индуктивности в нагрузку.

Условие выполнения режима ПТ имеет следующий вид:

(1.3)

Существенным отличием режима ПТ является принципиальное отсутствие в силовом каскаде коммутационных импульсов тока

и . Это определяет увеличение надежности работы ИВЭП и повышение КПД и позволяет применять более высокие частоты преобразования по сравнению с режимом работы силового каскада в режиме НТ, однако, требует увеличения емкости конденсаторов и .