22 Однотактные преобразователи напряжения типа пи (поляризованный инвентор) и типа пв. Однотактные преобразователи напряжения с гальванической развязкой. Принцип работы, основные параметры.
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.
Принцип работы: при переводе схемой управления (СУ) транзистора VT в режим насыщения дроссель L оказывается подключенным параллельно источнику энергии U0. На каком-то интервале импульса к обмотке дросселя приложено напряжение U0, под действием которого он запасает энергию, а ток дросселя нарастает по линейному закону. Диод VD на этом временном интервале закрыт и находится под напряжением. Передача энергии в нагрузку от источника отсутствует. Ток нагрузки поддерживается за счет разряда С. При запирании транзистора ЭДС на зажимах обмотки дросселя меняет свой знак и обеспечивает включение диода VD. На интервале паузы, когда транзистор закрыт, ранее запасенная энергия дросселем передается в нагрузку и обеспечивает подзаряд конденсатора. Ток дросселя при этом спадает .
Однотактные преобразователи напряжения типа ПВ (повышен).
Принцип работы:
На интервале импульса, когда транзистор VT находится в режиме насыщения, дроссель оказывается подключённым к источнику энергии U0 и запасает энергию. Ток дросселя, равный на этом временном интервале току транзистора будет нарастать. При этом передача энергии от источника в нагрузку отсутствует. Ток нагрузки поддерживается только за счёт заряда конденсатора С. Диод VD закрыт и находится под напряжением, равным напряжению нагрузки Uн. При запирании транзистора, когда напряжении на нём превысит напряжение на нагрузке, т.е. когда ЭДС самоиндукции обмотки дросселя превысит величину, равную разности напряжений нагрузки Uн и U0, открывается диод VD и запасённая дросселем энергия с энергией источника U0 будут обеспечивать питание нагрузки и подзаряд конденсатора С.
Однотактные преобразователи напряжения с гальванической развязкой.
Схема с прямым включением диода
При переводе схемой управления (СУ) транзистора VT в режим насыщения к первичной обмотке W1 трансформатора буде приложено напряжение источника питания U0. В результате на обмотках трансформатора появится ЭДС. Диод VD1 будет открыт, и запасает энергию, под напряжением, приложенным к обмотке дросселя L. В этот интервал времени будет осуществляться передача энергии в нагрузку и подзаряжаться конденсатор С. Диод VDр в цепи размагничивающей обмотки Wр трансформатора и диод VD будут закрыты. При запирании транзистора VT изменится полярность ЭДС на зажимах обмоток трансформатора, что приведёт к закрытию диода VD1, и открытию диодов VD и VDр. В результате ранее запасённая дросселем L энергия через диод VD будет передаваться в нагрузку и обеспечивать подзаряд конденсатора С.
5 Внешняя характеристика трансформатора:
Внешняя характеристика – это зависимость напряжения на выводах трансформатора от тока, протекающего через нагрузку, подключенную к этим выводам, т.е. зависимость U2=f(I2) при U1=const. При изменении нагрузки (тока I2) вторичное напряжение трансформатора изменяется. Это объясняется изменением падения напряжения на сопротивлении вторичной обмотки I2'z2 и изменением ЭДС E2'=E1 за счет изменения падения напряжения на сопротивлении первичной обмотки.
При индуктивной нагрузке напряжение на зажимах вторичной обмотки понижается с увеличением тока нагрузки, а при емкостной с ростом нагрузки вторичное напряжение повышается.
Пунктиром показана внешняя характеристика идеального трансформатора, при которой и ток ХХ, и сопротивления обмоток равны 0.
φ – сдвиг фаз м/ду ЭДС и вызвавш. его током.
Векторная диаграмма трансформатора:
Вектор U’2, предполагается ориентировать по вертикали, конец вектора будет находиться в точке А. Из точки А строится вектор падения напряжения на сопротивлении Rк, направление которого совпадает с направлением тока I’2, и из конца этого вектора строится вектор падения напряжения на индуктивном сопротивлении Хк (вектор повёрнут на 90º в сторону опережения относительно вектора тока I’2). Геометрическая сумма двух последних векторов представляет собой вектор напряжения короткого замыкания Uк. Если из конца Uк (точка С) как из центра окружности радиусом, равным напряжению U1н, провести дугу и определить её точку пересечения с вертикальной линией (точка О), то тем самым будет найдены начало вектора U’2 и, следовательно, значение напряжения U’2.