Повышение частоты преобразования электроэнергии в источниках вторичного электропитания. Допускаемое отклонение читающего напряжения от номинального, страница 27

Нагрузка может подключаться к выходу инвертора непосредственно, через автотрансформатор или трансформатор. Последний способ применяется чаще всего, так как выходной трансформатор позволяет упростить схему инвертора, получить любое количество выходных цепей с различными значениями напряжений, обеспечить гальваническую развязку входных и выходных цепей источника вторичного электропитания. Однако в инверторах выходной трансформатор занимает большую часть объема и массы устройства. Миниатюризацию трансформаторов можно осуществить за счет улучшения магнитных свойств материала сердечника, выбора оптимальной конструкции трансформатора и его магнитопровода, повышения частоты преобразования.

Бестрансформаторные схемы транзисторных преобразователей напряжения при выходных мощностях до 1-3 Вт оказываются меньше по объему и массе, чем трансформаторные схемы той же мощности. К недостаткам бестрансформаторных схем следует отнести невозможность регулировки и точной установки значений выходного напряжения, наличие общего провода между входной и выходной цепью, невозможность получения большого числа выходных цепей с различными значениями напряжений.

На рис. 6.1 представлена бестрансформаторная схема конвертера, выполненная на обычном мультивибраторе с - связями (транзисторы ). На выходе мультивибратора включены транзисторы  и  усилительного каскада. Различное подключение схемы выпрямления с удвоением напряжения к выходу мультивибратора позволяет получать относительно общего провода питание как положительное (Соединены точки A и A, C и C, B и B) выходное напряжение. Подобные схемы преобразователей напряжения постоянного и переменного тока находят применения в маломощных портативных радиоэлектронных устройствах, не требующих высокого к. п. д. источника вторичного электропитания.

а)

б)

Рис. 6.2

В зависимости от режима работы выходного трансформатора различают однотактные и двухтактные схемы инверторов и конвертеров. Однотактные инверторы с выходом на переменном токе практического применения не получили из-за несимметричной формы выходного напряжения, а также ряда других недостатков, которые будут отмечены ниже.

Однотактные схемы с выходным напряжением постоянного тока применяются при сравнительно малых значениях выходной мощности (от долей до нескольких ватт) и невысоких требованиях  к качеству выходного напряжения. С увеличением выходной мощности к. п. д. однотактных преобразователей напряжение резко снижается. Основными достоинствами однотактных схем являются их простота, малое количество элементов, небольшая стоимость, высокая надежность в работе.

К недостаткам схем следует отнести большие габариты и массу сглаживающего фильтра, влияние сопротивления нагрузки на режим работы схемы, наличие постоянной составляющей тока в первичной обмотке трансформатора, вызывающей подмагничивание сердечника (из-за этого в сердечнике трансформатора предусматривается немагнитный зазор, что, в конечном счете, приводит к увеличению габаритов трансформатора).

В простейшей схеме однотактного конвертера (рис 6.2, а) при подаче напряжения питания  через транзистор Т  начинает протекать обратный ток. Резистор смещения  способствует возбуждению колебаний за счет увеличения тока . Коллекторный ток , проходя через обмотку , вызывает нарастание магнитного потока в сердечнике трансформатора , при этом в обмотках  и  наводится э. д. с. Обмотка положительной ОС  подключена к транзистору таким образом, что протекающей в ней ток  способствует открытию транзистора. Значение тока  устанавливается резистором .

Ток в коллекторной цепи нарастает по линейному закону (рис. 6.2, б) до значения , после чего транзистор выходит из режима насыщения. При открытом состоянии транзистора выпрямительный диод  выходной цепи закрыт напряжением  обмотки , что обеспечивает отключение нагрузки от конвертера. Подобные схемы называются схемами с обратным включением диода.