Методические указания по расчету преобразователя

Структурная схема исследуемого ИВЭ приведена на рис. 9.1. Сетевой выпрямитель В1 не содержит трансформатора, что существенно уменьшает массу и габариты ИВЭ. Этот выпрямитель выполнен по мостовой схеме. Входной ток такого выпрямителя не содержит постоянной составляющей, поэтому его влияние на сеть минимально. Напряжение на выходе выпрямителя , где напряжение сети. Сглаживающий фильтр СФ1 представляет собой RC-фильтр с ограничительным резистором R_огр, который ограничивает зарядный ток конденсатора фильтра и определяется исходя и допустимого импульсного тока через диоды выпрямителя.

Рис. 9.1. Структурная схема ИВЭ с бестрансформаторным входом и стабилизирующим преобразователем

Выпрямленное напряжение поступает на однотактный регулируемый (стабилизирующий) преобразователь. Широкое применение однотактных преобразователей на разные уровни мощности обусловлено такими достоинствами, как отсутствие схем симметрирования работы трансформатора, малое число силовых ключей, простота схемы управления.

Гальваническая развязка выходной цепи ИВЭ от входной питающей сети осуществляется трансформатором инвертора. Стабилизация выходного выпрямленного напряжения реализуется в инверторе методом ШИМ. Схемы преобразователей и описание их работы приведены в /2, с.148-156/ и /3/.

В преобразователе с прямым включение диода (прямоходовом), энергия передается от источника и запасается дросселем L силового фильтра. В интервале закрытого состояния транзистора энергия, накопленная дросселем, передается в нагрузку, а энергия, запасенная трансформатором через размагничивающую обмотку и диод, отдается в источник.

Регулировочная характеристика преобразователя имеет линейный характер

, (9.1)

где  коэффициент трансформации трансформатора;   коэффициент заполнения коммутирующих импульсов.

Это выражение справедливо при условии безразрывности тока дросселя, которое имеет место при , а

, (9.2)

где  частота преобразования.

Напряжение на закрытом транзисторе преобразователя

, (9.3)

где число витков размагничивающей обмотки трансформатора.

В преобразователе с обратным включением диода (обратноходовом) при отпирании транзистора напряжение питания прикладывается к первичной обмотке трансформатора. Полярность напряжения на вторичной обмотке такова, что диод закрыт и энергия накапливается в трансформаторе. После запирания транзистора изменяется полярность напряжения на обмотках трансформатора, открывается диод в выходной цепи и энергия, накопленная в трансформаторе, передается в нагрузку. Регулировочная характеристика преобразователя

. (9.4)