21 Преобразователи постоянного напряжения: принцип действия, классификация, основные параметры. Однотактные преобразователи напряжения типа пн.

Преобразователем напряжения называют устройство, преобразующее электрическую энергию постоянного тока в электрическую энергию постоянного тока другого уровня напряжения или имеющую гальваническую развязку выходного напряжения от источника энергии.

По принципу действия различают однотактные и двухтактные преобразователи постоянного напряжения. В однотактных преобразователях подключение элементов преобразователя и нагрузки к источнику энергии постоянного тока осуществляется один раз за период с помощью одного устройства. В двухтактных преобразователях подключение к источнику энергии осуществляется два раза за период с помощью как минимум двух переключающих устройств.

УМ- усилитель мощности.

При переводе схемой управления (СУ) силового транзистора VT в режим насыщения к обмотке дросселя L будет приложено напряжение, равное разности напряжений источника энергии U0 и напряжения на нагрузке Uн. Под действием этого напряжения дроссель L будет запасать энергию, а ток дросселя i_L, равный току стока транзистора VT, будет нарастать практически по линейному закону.

Диод VD на этом временном интервале закрыт и находится под напряжением, равным напряжению источника энергии U0. При запирании транзистора VT ЭДС на зажимах обмотки дросселя меняет свой знак и обеспечивает открытие диода VD, в результате чего ранее запасённая дросселем энергия будет через этот диод передаваться в нагрузку подзаряжать конденсатор С. На этом интервале времени к обмотке дросселя будет L будет приложено напряжение, равное напряжению на нагрузке, так что ток дросселя будет спадать от максимального к минимальному.

4 Эквивалентная схема замещения трансформатора:

Схема замещения трансформатора представляет собой сочетание двух схем замещения — первичной и вторичной обмоток, которые соединены между собой в точках а и б. В цепи первичной обмотки включены сопротивления R₁ и Х₁ , а в цепи вторичной обмотки — сопротивления R'₂ в Х'₂. Участок схемы замещения между точками а и б, по которому проходит ток I₀, называют намагничивающим контуром. На вход схемы замещения подают напряжение Ú₁, к выходу ее подключают переменное сопротивление нагрузки Z'_н, к которому приложено напряжение — Ú'₂.Сопротивления Z'_н, называют соответственно сопротивлениями вторичной обмотки и нагрузки, приведенными к первичной обмотке.

При составлении эквивалентной схемы руководствуются следующим:

1) полная мощность реальной и эквивалентной должны совпадать;

2) потери мощности в реальном и приведённом трансформаторах должны быть равны;

3) фазовые сдвиги м/ду напряжениями и токами в цепях реального и приведённого трансформатора должны быть одинаковыми.

КПД трансформатора представляет собой отношение активной мощности, выделяемой в нагрузке P₂, к активной мощности, потребляемой от источника энергии P₁:

, P_ст – потери в магнитопроводе (в стали), P_об – потери в обмотках (потери в меди).

Для определения КПД предполагаемый ток ХХ=0, т.е. I₀=0.

Амплитуда основного магнитного потока не зависит от значений и характера тока нагрузки.

Анализ выражения позволяет построить график: зависимость КПД от нагрузки.

Max КПД происходит, когда β²·P_к=P₀;

Следовательно, КПД достигает максимального значения при равенстве постоянных и переменных потерь. Постоянные потери – потери в проводах обмоток, пропорциональные квадрату магнитной индукции (β²·P_к- потери в обмотках), P₀- потери в магнитопроводе. Переменные – потери в проводах обмоток, пропорциональные квадрату плотности тока.