Повышение частоты преобразования электроэнергии в источниках вторичного электропитания. Допускаемое отклонение читающего напряжения от номинального, страница 16


Время включения и выключения у последовательно соединённых полупроводниковых приборов одного и того же типа может быть неодинаковым, даже при одновременной подаче управляющего воздействия. Неодновременное переключение приводит к тому, что всё рабочее напряжение кратковременно может оказаться приложенным только к одному из приборов. В результате этого данный прибор, а затем и вся цепь последовательно соединённых приборов выйдет из строя. Для того чтобы исключить возможность подобного пробоя, каждый из последовательно соединённых приборов помимо резисторов Rш шунтируют стабилитроном Дш (смотри рисунок 1.15, д,е), напряжение стабилизации у которого больше, чем наибольшее рабочее напряжение прибора, но не превышает максимально допустимого значения для данного типа приборов.

Все отмеченные выше способы выравнивания токов и напряжений на полупроводниковых приборах при их параллельном или последовательном соединении приводят к увеличению потерь мощности, снижению к. п. д.  устройства, усложнению схемы и уменьшению надёжности. Поэтому параллельное и последовательное включение приборов следует производить в крайних случаях, когда нельзя выбрать один прибор, рассчитанных на заданный ток нагрузки или обратное рабочее напряжение.

Выбор предельной рабочей частоты для полупроводникового прибора в схеме стабилизированного источника вторичного электропитания определяется типом прибора, его схемой включения, режимом работы и должен обеспечивать устойчивую и надёжную работу источника в заданных условиях эксплуатации. Применение силовых высокочастотных и импульсных диодов в схемах выпрямления, ограничения и т. п. приводит к улучшению работы этих схем. Высокочастотные же транзисторы не следует применять там, где с успехом могут работать низкочастотные транзисторы. Следует иметь в виду, что применение мощных импульсных приборов независимо от частоты преобразования связано с резким увеличением скорости изменения токов в силовых цепях устройств электропитания,  а это ведёт к усилению влияния паразитных индуктивностей и емкостей монтажа. Последнее проявляется в возникновении коммутационных перенапряжений и значительных мгновенных значений мощности рассеяния, способных вывести из строя полупроводниковый прибор. Кроме того, в десятки раз увеличивается уровень высокочастотных помех и наводок, частота паразитных колебаний значительно превышает  частоту коммутации и составляет единицы и даже десятки мегагерц.

Следовательно, переход к силовым импульсным полупроводниковым приборам в источниках вторичного электропитания независимо от частоты преобразования должен сопровождаться усилением требований к монтажу. Силовые цепи, в которых происходит коммутация тока, должны выполняться короткими одножильными проводниками, трансформаторы, мощные транзисторы и выпрямительные диоды должны располагаться в непосредственной близости друг от друга, высокочастотные трансформаторы целесообразно заключать в металлические (электростатические) экраны, выходные цепи и цепи управление необходимо размещать возможно дальше от силовых коммутируемых цепей (при пересечении эти цепи должны проходить перпендикулярно друг другу). Помимо перечисленных выше мер в схему вторичного источника питания необходимо вводить элементы, снижающие скорость коммутации токов, а также элементы и устройства, обеспечивающие защиту приборов от всплесков тока и перенапряжений.

Частотные свойства выпрямительных диодов характеризуются верхней границей рабочего диапазона частот fмакс, при которой средний выпрямленный ток диода Iвп.ср превышает заранее заданное значение (на низких частотах). В ряде случаев в справочных данных на диоды приводится зависимость необходимого снижения максимально допустимого значения Iвп.ср.макс при увеличении частоты выпрямленного напряжения переменного тока сверх fмакс.

Частотные свойства биполярного транзистора характеризуются предельной частотой коэффициента передачи тока fh21 в области усиления для соответствующей схемы включения (с общей базой ОБ, с общим эмиттером ОЭ или общим коллектором ОК) и граничной частотой коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ fгр.