Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Проектирование вторичных источников питания. Проектирование ВИП с выходом на постоянном токе: Учебное пособие

Голосов: 8

Излагаются методики расчета вторичных источников питания с выходом на постоянном токе: выпрямителей, стабилизаторов с непрерывным и импульсным регулированием, трансформаторных конверторов. Приводятся методики расчета сглаживающих фильтров, выбора средств защиты ВИП от сверхтоков и перенапряжений. Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 2103, 2101, обучающихся как по очной, так и по очно-дистантной, вечерней и заочной формам обучения.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
                                                                                                               Òàáëèöà 9

                                                       Òðàíçèñòîð                                Äèîä
                                   Õàðàêòåð
             Ñõåìû
                                   íàãðóçêè         Àìïëèòóäà òîêà        Àìïëèòóäà     Ìàêñèìóì        Ìàêñèìóì äåé-
                                                      êîëëåêòîðà            òîêà      ñðåäíåãî òîêà     ñòâóþùåãî òîêà
     Íåðåâåðñèâíàÿ ñõåìà ñ øóí- Ñòàòè÷åñêàÿ                Uï                           1                   2
                                                   Iêm =      = Ií max       Iêm          Iêm                      Iêm
     òèðóþùèì äèîäîì            ωLí>>rí                    rí                           4                  3 3
        +                         Äâèãàòåëü ïî-
                                                                  Uï
                                  ñòîÿííîãî òîêà          ′
                                                   Iêm = Iÿ +               Iêm             ′
                                                                                         ≤ Iÿ
        −
                     rí
                          T   t   ñ îòñå÷êîé                     8Lÿ fì                                        ′
                                                                                                            ≤ Iÿ

     Ðåâåðñèâíûé ØÈÏ ñ íåñèì- Ñòàòè÷åñêàÿ                   Uï
                                                    Iêm =      = Ií max    1
                                                                             Iêm
                                                                                         1
                                                                                           Iêm
                                                                                                            2
                                                                                                                   Iêm
     ìåòðè÷íûì óïðàâëåíèåì    ωLí>>rí                       rí             2            16                 3 6
                                  Äâèãàòåëü ïî-
                                  ñòîÿííîãî òîêà                  Uï       1
                                                          ′
                                                   Iêm = Iÿ +                Iêm            1
              rí                  ñ òîêîâîé îò-                  8Lÿ fì    2            ≤      ′
                                                                                              Iÿ               1
                          T
                                                                                            2              ≤      ′
                                                                                                                 Iÿ
                                  ñå÷êîé                                                                       2
                                                           Uï                                               1
     Ðåâåðñèâíûé ØÈÏ ñ ñèì- Ñòàòè÷åñêàÿ            Iêm =      = Ií max     1             1
                                                                                           Iêm                     Iêm
                                                                             Iêm
     ìåòðè÷íûì óïðàâëåíèåì  ωLí>>rí                        rí              2            32                 6 3
                                  Äâèãàòåëü ïî-                   Uï
                                                           ′
                                                    Iêm = Iÿ +              1               1                  1
                                  ñòîÿííîãî òîêà                 8Lÿ fì       Iêm       ≤      ′
                                                                                              Iÿ           ≤      ′
                                                                                                                 Iÿ
                                  ñ îòñå÷êîé                                2               2                  2
     Ìîñòîâàÿ ñõåìà ñ âûõîäîì íà Àêòèâíàÿ                  Uï
                                                   Iêm =      = Ií max      0                0                 0
     ïåðåìåííîì òîêå             L =0                      rí
                                   í

                                  Èíäóêòèâíàÿ                π Uï                                          1
                                  rí = 0             Iêm =    +             1             1                     Iêm
                                                             2 ωLí            Iêm           Iêm
                                                                                                          3 6
91




                                                                            2            32


                              θï.äîï − θñ
                       Rò ≤                 .                (77)
                                PPmax
   Òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå Rò ÿâëÿåòñÿ ñóììîé ñîïðîòèâëåíèé òðåõ
ó÷àñòêîâ:
                  ïåðåõîä – êîðïóñ ïðèáîðà Rï.ê
                       êîðïóñ – ðàäèàòîð Rê.ð
                ðàäèàòîð – îêðóæàþùàÿ ñðåäà Rð.ñ.
   ×àñòî ñóììó äâóõ ïîñëåäíèõ ñîñòàâëÿþùèõ ðàññìàòðèâàþò êàê
îáùåå òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå ó÷àñòêà êîðïóñ – ñðåäà Rê.ñ. Èòàê
Rò=Rï.ê+Rê.ð+Rð.ñ=Rï.ê+Rê.ñ. Âåëè÷èíà Rï.ê ÿâëÿåòñÿ ïàðàìåòðîì
òðàíçèñòîðà è äàåòñÿ â ñïðàâî÷íèêàõ (äëÿ Ï203, Ï4, Ï209 →
Rï.ê = 3,5;2 è 1 ãðàä/Âò ñîîòâåòñòâåííî). Òåïëîâîå ñîïðîòèâëåíèå
êîðïóñ – ñðåäà Rê.ñ ïðè îòñóòñòâèè òåïëîîòâîäÿùåãî ðàäèàòîðà â
íîðìàëüíûõ àòìîñôåðíûõ óñëîâèÿõ äëÿ óêàçàííûõ ïðèáîðîâ çíà÷è-
òåëüíî âûøå (36,5;33 è 22 ñîîòâåòñòâåííî). Äëÿ ñíèæåíèÿ Rê.ñ ïðè-
ìåíÿþò òåïëîîòâîäÿùèå ðàäèàòîðû ñ äîñòàòî÷íî áîëüøîé ïåâåðõíî-
ñòüþ îõëàæäåíèÿ.  ñëó÷àå ïðàâèëüíîãî æåñòêîãî çàêðåïëåíèÿ òðàí-
çèñòîðà íà ðàäèàòîðå ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíî íàêèíóòîé øàéáû Rê.ð
ìîæíî äîâåñòè äî 0,2–0,3 ãðàä/Âò.
   Åñëè ìåæäó êîðïóñîì ïðèáîðà è ðàäèàòîðîì ââåñòè ïðîêëàäêó èç
ñâèíöîâîé ôîëüãè, òî âåëè÷èíà Rê.ð ìîæåò áûòü ñâåäåíà ê 0. Ó÷èòû-
âàÿ ñêàçàííîå, ìîæíî îïðåäåëèòü, êàêèì òåïëîâûì ñîïðîòèâëåíèåì
äîëæåí îáëàäàòü ðàäèàòîð
                     Rð.ñ << Rò – Rï.ê – Rê.ð                (78)
    çàâèñèìîñòè îò íåîáõîäèìîé âåëè÷èíû Rð.ñ ïëîùàäü òåïëîîòâîäÿ-
ùåãî ðàäèàòîðà ìîæåò áûòü âû÷èñëåíà ïî ïðèáëèæåííîé ôîðìóëå
                                1000
                         Sð ≥           ,                    (79)
                                Rð.ñ σò
ãäå σò – êîýôôèöèåíò òåïëîîòäà÷è îò ðàäèàòîðà â îêðóæàþùóþ ñðå-
äó.
    Ýòîò êîýôôèöèåíò çàâèñèò îò êîëè÷åñòâà òåïëà, îòâîäèìîãî îò
ðàäèàòîðà ïóòåì òåïëîïðîâîäíîñòè, êîíâåêöèè è èçëó÷åíèÿ.  íîð-
ìàëüíûõ àòìîñôåðíûõ óñëîâèÿõ åãî âåëè÷èíà êîëåáëåòñÿ â ïðåäå-
ëàõ îò 1 äî 2 ìÂò/ñì2 ãðàä.  ðàñ÷åòàõ ìîæíî ïðèìåíÿòü σò =1,5
ìÂò/ñì2 ãðàä.
    Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðè áîëüøîé ïëîùàäè ðàäèàòîðà, âûïîë-
íåííîãî â âèäå îäíîé ïëàñòèíû, åãî äàëüíåéøåå óâåëè÷åíèå ïðàêòè-
÷åñêè íå âëèÿåò íà âåëè÷èíó Rð.ñ. Íà ðèñ. 64 ïðèâîäÿòñÿ êðèâûå

92


çàâèñèìîñòè Rð.ñ îò ïëîùàäè ðàäèàòîðà â ñëó÷àå àëþìèíèåâîé ïëàñ-
òèíû. Âåðòèêàëüíîå ïîëîæåíèå ðàäèàòîðà ïðèâîäèò ê íåêîòîðîìó
óìåíüøåíèþ òåïëîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Òîò æå ýôôåêò íàáëþäàåòñÿ
ïðè ñïåöèàëüíîé îáðàáîòêå ïîâåðõíîñòè, à ïðè áîëüøîé ïëîùàäè
ðàäèàòîðà òàêæå ñ óâåëè÷åíèåì òîëùèíû ïëàñòèíû. Ìåäíàÿ ïëàñ-
òèíà äàåò ñíèæåíèå Rð.ñ ≈ íà 20%. Êðèâûå ðèñ. 64 ìîæíî èñïîëüçî-
âàòü ïðè ðàñ÷åòàõ. Áîëåå ýôôåêòèâíûì ñ÷èòàåòñÿ ðåáðèñòûé ðàäèà-
òîð. Íà ðèñ. 65 ïðèâåäåíà ïðîñòåéøàÿ êîíñòðóêöèÿ ðàäèàòîðà, à â
òàáë. 10 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ Rð.ñ äëÿ íåñêîëüêèõ âàðèàíòîâ âûïîë-
íåíèÿ ðàäèàòîðà, ïðèâåäåííîãî íà ðèñ. 65.
    Rð.ñ., ãðàä/Âò
                       Îáû÷íàÿ îáðàáîòêà
                          (âåðòèêàëüíîå                        A
60
                            ïîëîæåíèå)
30
                          Ïåñêîñòðóéíàÿ
20                           îáðàáîòêà
                           (÷åðíåíèå)                                             B
10                               .
 7
 5
 4
 3
 2                                                  12                            Ñ
 1                                                  ìì             Ä
    10   20   50     100 200 500 1000    ñì2
 Ðèñ. 64. Çàâèñèìîñòü òåïëîâîãî                Ðèñ. 65. Ïðîñòåéøàÿ êîíñòðóê-
  ñîïðîòèâëåíèÿ àëëþìèíåâîé                      öèÿ ðåáðèñòîãî ðàäèàòîðà
    ïëîñêîñòè îò ïëîùàäè SP
                                                                       Òàáëèöà 10

                                Ïðèìåðíûå ðàçìåðû, ìì                     Òåïëîâîå
 ×èñëî ïëàñòèí                                                         ñîïðîòèâëåíèå
                          A          B         C         D              RÐ.Ñ ãðàä/Âò

2                        65                    40
3                        90                              2,5
3                        90          100       50        2,5                2,0
3                        100         100                 3,6
3                        100         150       80        3,6                1,0


   Ïðè ïîíèæåííîì àòìîñôåðíîì äàâëåíèè êîíâåêöèîííûé òåïëî-
îáìåí ðåçêî óõóäøàåòñÿ, ïîýòîìó óìåíüøåíèå òåïëîâîãî ñîïðîòèâ-
ëåíèÿ ðàäèàòîðà ñòàíîâèòñÿ âîçìîæíûì òîëüêî çà ñ÷åò óëó÷øåíèÿ

                                                                                      93


åãî èçëó÷àòåëüíîé ñïîñîáíîñòè, äëÿ ÷åãî ðàäèàòîð ÷åðíÿò. Äëÿ ïî-
âûøåíèÿ êîýôôèöèåíòà ÷åðíîòû ðàäèàòîðà ÷àùå âñåãî èñïîëüçó-
þò ðàçëè÷íûå ñïîñîáû àíîäèðîâàíèÿ. Äëÿ ýëåêòðè÷åñêîé èçîëÿ-
öèè òðàíçèñòîðà îò ðàäèàòîðà ïðèìåíÿþò èçîëèðóþùèå ïðîêëàä-
êè (òàáë. 11).
                                                     Òàáëèöà 11

      Òèï                                     Ëàâñàí         Ñëþäÿíûå
                   Ëàâñàí,   Ôòîðîïëàñò,
  èçîëèðóþùåé                             ñ äâóõñòîðîííåé    ïëàñòèíû,
                  òîëùèíà     òîëùèíà
 ïðîêëàäêè è åå                          ôîëüãîé, òîëùèíà     òîëùèíà
                    10 ìê       10 ìê
    òîëùèíà                                    0,1 ìì       0,06–0,4 ìì
Òåïëîâîå
ñîïðîòèâëåíèå      1,14         1,1           0,735          1,4–2,5
Rý.èç, ãðàä/Âò


    ñëó÷àå óñòàíîâêè èçîëèðóþùåé ïðîêëàäêè, åå òåïëîâîå ñîïðî-
òèâëåíèå Rý.èç íåîáõîäèìî ñóììèðîâàòü ñ Rêð.




94


          8. ÒÐÀÍÑÔÎÐÌÀÒÎÐÍÛÅ ÊÎÍÂÅÐÒÎÐÛ
   Òðàíñôîðìàòîðíûå êîíâåðòîðû – ýòî èìïóëüñíûå ïðåîáðàçîâàòå-
ëè ïîñòîÿííîãî òîêà â ïîñòîÿííûé òîê, ðàáîòàþùèå íà âûñîêîé
÷àñòîòå è ñîäåðæàùèå òðàíñôîðìàòîð. Òðàíñôîðìàòîð óñòàíàâëèâà-
åòñÿ ìåæäó âõîäíîé è âûõîäíîé öåïÿìè êîíâåðòîðà.
   Òðàíñôîðìàòîðíûå êîíâåðòîðû ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà îäíîòàêòíûå
è äâóõòàêòíûå.  ñâîþ î÷åðåäü, îäíîòàêòíûå âûïîëíÿþòñÿ ëèáî ñ
îáðàòíûì âêëþ÷åíèåì âûïðÿìèòåëüíîãî äèîäà â âûõîäíîé öåïè (îá-
ðàòíîõîäîâûå êîíâåðòîðû) èëè ñ ïðÿìûì âêëþ÷åíèåì âûïðÿìèòåëü-
íîãî äèîäà (ïðÿìîõîäîâûå êîíâåðòîðû).

                8.1. ÎÄÍÎÒÀÊÒÍÛÅ ÊÎÍÂÅÐÒÎÐÛ
   Íà ðèñ. 66, à,á ïðèâåäåíû ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè îáðàòíîõîäîâîãî
òðàíçèñòîðíîãî îäíîòàêòíîãî êîíâåðòîðà (ÒÎÊ) è âðåìåííûå äèàã-
ðàììû, ïîÿñíÿþùèå ðàáîòó ýòîé ñõåìû [6].
   Íà âõîä ÒÎÊ ïîñòóïàåò ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå Å, à ñ âûõîäà åãî
ñíèìàåòñÿ ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå Uí, òðåáóåìîãî óðîâíÿ ñòàáèëü-
íîñòè è ïóëüñàöèé. Åñëè íà áàçó òðàíçèñòîðà VT ïîñòóïàþò èì-
ïóëüñû óïðàâëåíèÿ ñ ðåãóëèðóåìûì êîýôôèöèåíòîì çàïîëíåíèÿ
(ñêâàæíîñòè) γ, òî ÒÎÊ áóäåò ðåãóëèðóåìûì.
   Ó íåðåãóëèðóåìîãî ÒÎÊ èìïóëüñû óïðàâëåíèÿ ïîäàþò ñ ïîñòîÿí-
íîé ñêâàæíîñòüþ γ = const, γ = 1/2. Äèîä VD èìååò “îáðàòíîå”
âêëþ÷åíèå.  äàííîì ÒÎÊ, íåíàñûùàþùèéñÿ òðàíñôîðìàòîð âû-
ïîëíÿåò ôóíêöèþ èíäóêòèâíîãî íàêîïèòåëÿ ýíåðãèè, êîãäà òðàíçèñ-
òîð VT íàõîäèòñÿ â ðåæèìå íàñûùåíèÿ (0 < ωt < t1). Âî âðåìÿ
ïàóçû t2 íàêîïëåííàÿ ýíåðãèÿ ÷åðåç âòîðè÷íóþ îáìîòêó òðàíñôîð-
ìàòîðà W2 ïîäàåòñÿ â íàãðóçêó è ïîäçàðÿæàåò êîíäåíñàòîð Ñí. Â
èíòåðâàëå t1 äèîä VD çàêðûò è êîíäåíñàòîð Ñí ÷àñòè÷íî ðàçðÿæàåò-
ñÿ íà íàãðóçêó. Èçìåíÿÿ êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ γ = t1/T, ðåãóëè-
ðóþò ñðåäíåå çíà÷åíèå âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ

            [                              ]
       U í = γ (E − ∆UVT − ∆U1 )kòð /(1 − γ ) − ∆UVD − ∆U2 ,   (80)
ãäå kòð = W2/W1 – êîýôôèöèåíò òðàíñôîðìàöèè òðàíñôîðìàòîðà;
∆UVT; ∆UVD; ∆U1; ∆U2 – ïðÿìîå ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ ñîîòâåòñòâåííî
íà òðàíçèñòîðå, äèîäå, àêòèâíûõ ñîïðîòèâëåíèÿõ îáìîòîê W1, W2.
                                                                 95


 à)
                         iê                         i2        VD
                VT                         T


                                  W1           W2                   Cí
      E
                                                                             Uí
                                                               ic




 á)
          iê



                     Iê max


               t1        t2       T                      2T              t
                     T

          i2




                                      Ií

                              T                          2T              t

          ic




                                  T                       2T             t


          Uí



                                                               Uí

                              T                          2T              t




      Ðèñ. 66. Ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè ÒÎÊ è âðåìåííûå äèàãðàììû


96


   Êàê âèäíî èç ôîðìóëû (80), Uí íå çàâèñèò îò ÷àñòîòû ïåðåêëþ-
÷åíèÿ òðàíçèñòîðà fï, à îïðåäåëÿåòñÿ êîýôôèöèåíòîì γ.
   Òîê êîëëåêòîðà òðàíçèñòîðà VT iê äîñòèãàåò ñâîåãî ïðåäåëüíîãî
çíà÷åíèÿ â èíòåðâàëå t1 è áóäåò ìàêñèìàëüíûì ïðè γ = γmin
                                    Pí            Emax
                 Iê   max   =                 +         γ min   (81)
                                ηEmax γ min       2L1fï

                                      Uímax
                      γ min =                     ,
                                 (Emaxk + Uímin )
                                       òð
ãäå Ðí – âûõîäíàÿ ìîùíîñòü íàãðóçêè; Åmax – ìàêñèìàëüíîå íàïðÿ-
æåíèå íà âõîäå ÒÎÊ; Uí min, Uí max – ìèíèìàëüíîå è ìàêñèìàëüíîå
íàïðÿæåíèå íà íàãðóçêå ñîîòâåòñòâåííî.
   Ñðåäíèé òîê òðàíçèñòîðà çà âðåìÿ t1 ìîæåò áûòü äîâåäåí äî ìàê-
ñèìàëüíî äîïóñòèìîãî, ïîýòîìó äàííûé ïðåîáðàçîâàòåëü îáëàäàåò
ïîâûøåííîé âûõîäíîé ìîùíîñòüþ è ìîæåò ðàáîòàòü ïðè èçìåíÿþ-
ùåìñÿ òîêå íàãðóçêè , ÷òî ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç åãî äîñòîèíñòâ .
   Íàïðÿæåíèå íà òðàíçèñòîðå ìàêñèìàëüíî ïðè ðåæèìå îòñå÷êè
                                            Emax
                        UVT max =                     ,         (83)
                                         (1 − γ max )
  – ìàêñèìàëüíûé êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ
                                        Uí
                        γ max =                .                (84)
                                    Emink + Uí
                                         òð
  Îáðàòíîå íàïðÿæåíèå íà äèîäå
                  UVDîáð = Emaxkòð (1 − γ max ).                (85)
   Ìèíèìàëüíàÿ èíäóêòèâíîñòü L1 ïåðâè÷íîé îáìîòêè òðàíñôîðìà-
òîðà Ò, ïðè êîòîðîé îáåñïå÷èâàåòñÿ ðåæèì íåïðåðûâíîãî òîêà i1
                                    Eγ N (1 − γ N )
                        L1 min =                    ,           (86)
                                    2Ií min fï kòð

                                       Uí
                            γN =              ;
                                    Ekòð + Uí
ãäå γN – íîìèíàëüíîå çíà÷åíèå; Å, Uí – íîìèíàëüíûå çíà÷åíèÿ íàïðÿ-
æåíèÿ íà âõîäå è âûõîäå ÒÎÊ; Ií min – ìèíèìàëüíûé òîê íàãðóçêè.
   Äëÿ óäîâëåòâîðåíèÿ òðåáîâàíèé ïî äèíàìè÷åñêèì è ñòàòè÷åñêèì
õàðàêòåðèñòèêàì êîíâåðòîðà öåëåñîîáðàçíî èíäóêòèâíîñòü L1 âûáè-
ðàòü èç óñëîâèÿ

                                                                  97


                      L1 = (1,1 − 1,2)L1 min.             (87)
  Åñëè êîíâåðòîð ðàáîòàåò ïðè ïîñòîÿííîì òîêå íàãðóçêè, òî äëÿ
îïðåäåëåíèÿ L1í min ìîæíî ïðèíÿòü
                     Ií min = (0,2 − 0,3)Ií.                (88)
   Åìêîñòü êîíäåíñàòîðà ðàññ÷èòûâàþò èñõîäÿ èç òðåáîâàíèé ïî
ðàçìàõó íàïðÿæåíèÿ ïóëüñàöèé Uï íà âûõîäå êîíâåðòîðà. Îí áóäåò
ìàêñèìàëüíûì â òîì ñëó÷àå, åñëè òîê â íàãðóçêå â òå÷åíèå îòíîñè-
òåëüíî ìàëîãî ïðîìåæóòêà âðåìåíè i2 ïîääåðæèâàåòñÿ çà ñ÷åò íà-
êîïëåííîé ýíåðãèè â L1

                        2 sin ( γ max π )
                                                Emax       
             Cí =                      Ií +                ,
                                      
                2π fï (1 − γ max ) Uï 
                    2                        2πfï L1 minkòð   (89)
                                                            
ãäå Uï – äîïóñòèìàÿ àìïëèòóäà ïóëüñàöèé íàïðÿæåíèÿ íàãðóçêè; fï –
÷àñòîòà ïåðåêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðà.
   Äëÿ äàííîé ñõåìû ÒÎÊ õàðàêòåðíî çíà÷èòåëüíîå ïåðåíàïðÿ-
æåíèå íà êîëëåêòîðå òðàíçèñòîðà âñëåäñòâèå íàëè÷èÿ èíäóêòèâ-
íîñòè ðàññåÿíèÿ ïåðâè÷íîé îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà. Ìàãíèòî-
ïðîâîä òðàíñôîðìàòîðà äîëæåí äîïóñêàòü ðàáîòó ñ áîëüøèìè àì-
ïåð-âèòêàìè ïîäìàãíè÷èâàíèÿ I1maxW1, ÷òî òðåáóåò ââåäåíèÿ âîç-
äóøíîãî çàçîðà.
   Ñõåìà íåðåãóëèðóåìîãî ÒÎÊ ñ “ïðÿìûì” âêëþ÷åíèåì äèîäà ïðè-
âåäåíà íà ðèñ. 67.

                                                      i2
                    VT        i1                           VD
                                                 T
     +                                                                +
                                       Cá
                                            W1       W2         Cí
         E
                                                                     Uí
                                                           ic
     −
                                                                      −

                    Ðèñ. 67. Ñõåìà ïðÿìîõîäíîãî ÒÎÊ

   Êîãäà òðàíçèñòîð VT íàõîäèòñÿ â ðåæèìå íàñûùåíèÿ, ýíåðãèÿ
ïåðâè÷íîãî èñòî÷íèêà ïîñòóïàåò ÷åðåç òðàíñôîðìàòîð Ò êàê â íà-
ãðóçêó, òàê è íà çàðÿä êîíäåíñàòîðà Ñí, à çàòåì, êîãäà òðàíçèñòîð
çàêðûò, êîíäåíñàòîð Ñí îòäàåò íàêîïëåííóþ ýíåðãèþ â íàãðóçêó.
Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè èñïîëüçîâàíèè äàííîé ñõåìû ìîæíî ïîëó÷èòü
âäâîå áîëüøóþ ìîùíîñòü íà âûõîäå êîíâåðòîðà, ÷åì â ñõåìå ñ “îá-
ðàòíûì” âêëþ÷åíèåì äèîäà (ðèñ. 66, à). Ôîðìà òîêà êîëëåêòîðà i1
98


áëèçêà ê ïðÿìîóãîëüíîé, à åãî çíà÷åíèå çàâèñèò îò èíäóêòèâíîñòè
ïåðâè÷íîé îáìîòêè
                                2Py
                       L1 =                  .               (90)
                              ηIê
                                2
                                    max fï
  Ñîïðîòèâëåíèÿ íàãðóçêè Rí è åìêîñòè êîíäåíñàòîðà
                                 Pí
                       Cí =             .                    (91)
                              2ηEUï f ï
   Îäíàêî â äàííîé ñõåìå ïðè çàêðûòèè òðàíçèñòîðà íà ýëåìåíòàõ
ÒÎÊ âîçíèêàþò ïåðåíàïðÿæåíèÿ, îñîáåííî çíà÷èòåëüíûå ïðè õîëîñ-
òîì õîäå êîíâåðòîðà.
   Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ âîçìîæíîãî ïðîáîÿ òðàíçèñòîðà, äèîäà è îáìî-
òîê òðàíñôîðìàòîðà ïðèìåíÿþò áëîêèðîâî÷íûé êîíäåíñàòîð Ñá, êî-
òîðûé ìîæíî ïîäêëþ÷èòü ê îäíîé èç îáìîòîê òðàíñôîðìàòîðà, óâå-
ëè÷èâàÿ òåì ñàìûì ïðèâåäåííîå ê ïåðâè÷íîé îáìîòêå çíà÷åíèå ñîá-
ñòâåííûõ åìêîñòåé îáìîòîê è òðàíçèñòîðà. Ñíèæåíèå ïåðåíàïðÿæå-
íèé çà ñ÷åò âêëþ÷åíèÿ Ñá, ïðèâåäåò ê íåêîòîðîìó óâåëè÷åíèþ ïî-
òåðü â ðåæèìå ïåðåêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðà, ò. å. ê ñíèæåíèþ ÊÏÄ äî
óðîâíÿ 60–70%.

     8.2. ÐÅÃÓËÈÐÓÅÌÛÅ ÄÂÓÕÒÀÊÒÍÛÅ ÊÎÍÂÅÐÒÎÐÛ
    íàñòîÿùåå âðåìÿ øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èëè ïîëóìîñ-
òîâûå è ìîñòîâûå ðåãóëèðóåìûå äâóõòàêòíûå êîíâåðòîðû ñ òðàíñ-
ôîðìàòîðíûì âûõîäîì, â êîòîðûõ ñîâìåùåíû ôóíêöèè ïðåîáðàçî-
âàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè è åå ðåãóëèðîâàíèÿ çà ñ÷åò óñòðîéñòâà
óïðàâëåíèÿ, îñíîâàííîãî íà ïðèíöèïå ØÈÌ. Äëÿ òàêèõ ÂÈÏ õà-
ðàêòåðíûì ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå îòíîñèòåëüíî ìîùíîãî ñãëàæèâàþùå-
ãî L-C-ôèëüòðà, íåîáõîäèìîãî äëÿ ñãëàæèâàíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà âòî-
ðè÷íîé îáìîòêå òðàíñôîðìàòîðà. Íàïðÿæåíèå èìååò ïðÿìîóãîëü-
íóþ ôîðìó ñ ðåãóëèðóåìîé ïî äëèòåëüíîñòè ïàóçîé ïðè íóëåâîì
çíà÷åíèè íàïðÿæåíèÿ, çàâèñÿùåé îò èçìåíåíèÿ äåñòàáèëèçèðóþùèõ
ôàêòîðîâ (èçìåíåíèÿ âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ òîêà íàãðóçêè, òåìïåðà-
òóðû) [6].
   Íà ðèñ. 68, à ïðèâåäåíà ñõåìà ðåãóëèðóåìîãî ïîëóìîñòîâîãî, à
íà ðèñ. 68, á ìîñòîâîãî òðàíçèñòîðíîãî äâóõòàêòíîãî êîíâåðòîðà
(ÒÄÊ). Âðåìåííûå äèàãðàììû, ïîÿñíÿþùèå ðàáîòó ïîëóìîñòîâîãî
ÒÄÊ íà ðèñ. 69, à, à ìîñòîâîãî ÒÄÊ – íà ðèñ. 69, á.
   Â ïîëóìîñòîâîé ñõåìå ÒÄÊ, êîãäà òðàíçèñòîð VT1 îòêðûò íà
èíòåðâàëå âðåìåíè tè=γÒ/2, à VT2 çàêðûò, ïðîèñõîäèò ïåðåäà÷à ýíåð-
ãèè îò êîíäåíñàòîðà Ñ1â íàãðóçêó è â íàêîïèòåëüíûé L-C-ôèëüòð.
                                                                99


 à)                                         VD1
                                   T                       L

                                                        Cí
            C1         VT1             U2                       Uí




                              U1
            C2
                       VT2                  VD2




 á)
                                            VD1
                                   T                   L

                       VT2             U2               Cí       Uí
             VT1



                              U1
                                            VD2
                 VT3   VT4
      VD2




        Ðèñ.68. Ñõåìû ïîëóìîñòîâîãî è ìîñòîâîãî ðåãóëèðóåìîãî
                       äâóõòàêòíîãî êîíâåðòîðà

   Îäíîâðåìåííî ïîäçàðÿæàåòñÿ êîíäåíñàòîð Ñ2. Âî âðåìÿ ïàóçû,
êîãäà VT1 è VT2 çàêðûòû, êîíäåíñàòîð Ñí ôèëüòðà ðàçðÿæàåòñÿ íà
íàãðóçêó è ýíåðãèÿ äðîññåëÿ L îòäàåòñÿ â íàãðóçêó ÷åðåç îáà äèîäà
VD1 è VD2. Ñ ìîìåíòà îòêðûòèÿ òðàíçèñòîðà VT2 íàêîïëåííàÿ
êîíäåíñàòîðîì Ñ2 ýíåðãèÿ áóäåò ïåðåäàâàòüñÿ âî âòîðè÷íóþ öåïü
òðàíñôîðìàòîðà, à êîíäåíñàòîð Ñ1 ïîäçàðÿæàåòñÿ.
    ìîñòîâîé ñõåìå ÒÄÊ òðàíçèñòîðû îäíîãî ïëå÷à VT1, VT2 óï-
ðàâëÿþòñÿ èìïóëüñàìè äëèòåëüíîñòüþ â ïîëóïåðèîä (ðèñ. 69, á), à
äðóãîãî ïëå÷à VT3, VT4 – èìïóëüñàìè äëèòåëüíîñòüþ γÒ/2. Òàêîå
óïðàâëåíèå îáåñïå÷èâàåò ïðîòåêàíèå ñèììåòðè÷íîãî ïåðåìåííîãî òîêà
â ïåðâè÷íîé îáìîòêå òðàíñôîðìàòîðà. Ïðè ôàçîâîì óïðàâëåíèè ìî-

100



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика