В понижающем преобразователе пульсации выходного напряжения обратно пропорциональны произведению индуктивности дросселя фильтра на емкость его конденсатора. Эти пульсации могут быть уменьшены посредством увеличения как L так и С.
Для двух других преобразователей (рис. 1.2. , 1.3.) пульсации выходного напряжения пропорциональны току нагрузки, не зависят от индуктивности фильтра и могут быть уменьшены только за счет увеличения емкости конденсатора фильтра. Как правило, для обеспечения одинаковых пульсаций выходного напряжения в фильтре преобразователя (рис. 1.1.) требуется конденсатор существенно меньшей емкости, чем в других преобразователях (рис. 1.2., 1.3.). Во всех случаях, когда основным требованием является простота импульсного преобразователя, а диапазон изменения напряжения питания позволяет применять транзисторы массового производства, целесообразно использовать преобразователь, схема которого изображена на рис. 1.1.
Инвертирующий преобразователь (рис. 1.3.) обычно применяется при небольших мощностях, так как выходной конденсатор С находится в режиме импульсных токов, близких к величине тока нагрузки, а ключ должен выдерживать высокие напряжения.
Повышающий преобразователь, схема которого представлена на рис.1.2, называют вольтодобавочным. Обмотка дросселя L периодически подключается к входному напряжению. При этом в дросселе запасается энергия, за счет чего создается периодическая э.д.с. в обмотке, которая суммируется с входным напряжением. Таким образом на нагрузке напряжение выше входного. Преобразователи на основе повышающей схемы применяются для компенсации падения напряжения на входе. Схема имеет высокий к.п.д., в некоторых случаях больше, чем в других схемах ИПН за счет того, что преобразуется и прерывается только часть выходной мощности источника питания.
1.4. ИПН с активно-емкостной непрерывной частью.
Последовательная схема (рис.1.4.) представляет из себя RC-фильтр,
Рис. 1.4. Последовательная схема мощной части регулируемого ИСН.
подключенный к импульсному ключу. К.п.д. теоретически совпадает с к.п.д. схемы последовательного компенсационного регулятора напряжения в непрерывном режиме. Схема с последовательным включением ключа и RC-фильтра применяется только в ИПН. Эти преобразователи имеют повышенный уровень пульсации из-за низкого коэффициента сглаживания RC-фильтра.
Основное преимущество ИПН с последовательным RC-фильтром перед компенсационными стабилизаторами с непрерывным регулированием состоит в том, что в них полупроводниковый прибор (ключ) рассеивает меньшую мощность и в силу этого способен обеспечить больший выходной ток преобразователя, чем при непрерывном регулировании.
Рис. 1.5. Параллельная схема мощной части регулируемого ИСН.
Параллельная схема регулируемого ИПН (рис.1.5.) при небольших пределах регулирования позволяет получить большую мощность, чем схема с последовательным включением ключа и RC-фильтра (при одном и том же типе ключа). К.п.д. этой схемы меньше, чем у последовательной схемы. Параллельная схема с RC-фильтром используется в ИПН для тех случаев, когда изменение входного напряжения и тока нагрузки невелики.
1.5. Преобразователи с резонансным обменом энергии.
Улучшение удельных показателей преобразователей тесно связано с повышением частоты коммутации при одновременном повышении надежности и уменьшении энергетических потерь. Однако на высоких частотах переключения в традиционных схемах преобразователей при прямоугольной форме напряжения и тока в мощных элементах проявляются особенности, нежелательные явления, приводящие к нарушению или искажению основных процессов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.