Мостовий резонансний перетворювач з послідовним контуром

Причини розробки резонансних перетворювачів

Резонансні перетворювачі

На відміну від розглянутих перетворювачів, які мають прямокутну (розривну) форму струмів та напруг, у резонансному перетворювачі(РП) на випрямляч надходить напруга синусоїдальної форми або близької до неї [8, 13, 14]. Перемикання силових транзисторів відбувається в моменти часу, коли струми в них не протікають. Наявність LC-елементів у резонансних перетворювачах, які працюють в режимі резонансу, і вибір моментів комутації дозволяє:

зменшити втрати потужності, що виникають через комутаційні процеси;

збільшити частоту перетворення;

зменшити масу та розміри пристроїв, завдяки спрощенню фільтра вихідної напруги і фільтрів, які встановлюють на вході та виході перетворювача. Менш жорсткі вимоги до фільтрації обумовлені тим, що в резонансних перетворювачах спектри напруг займають менші смуги, ніж у імпульсних.

При великій кількості схемних рішень РП їх загальна ознака полягає в наявності паралельного або послідовного контуру (послідовний використовується частіше), який періодично підключається до джерела живлення.

Недолік резонансних перетворювачів полягає у великих значення напруг та струмів у їх ланцюгах при резонансі.

Коливальні контури можуть бути увімкнені в будь-який із розглянутих перетворювачів: ДПН, ОПНП, ОПНЗ.

За способом передачі енергії до навантаження перетворювачі ділять на дві групи: перетворювачі з резонансним обміном енергії між джерелом живлення та навантаженням і перетворювачі з односпрямованою передачею енергії до навантаження.

Принципова схема перетворювача наведена на рисунку 5.11. Сигнали керування почергово відкривають транзистори VT1, VT4 або VT2, VT3. Внаслідок цього послідовний контур з первинною обмоткою трансформатора Тр періодично підключаються до вхідного джерела живлення. Але напрями протікання струму при цьому змінюються на протилежні. При відкритих транзисторах енергія надходить до навантаження і відбувається заряд конденсатора , а під час паузи між імпульсами керування транзистори закриті, струм у навантаженні підтримується за рахунок розряду конденсатора і частково енергія надходить до джерела живлення [3, 8, 13, 14].

Розглянемо роботу схеми більш детально. Нехай при відкриваються транзистори VT1 і VT4. Струм через контур протікає до закінчення заряду конденсатора Ск. Напруга заряду внаслідок резонансу у послідовному контурі перевищує . Після закінчення заряду конденсатор по колу Ск, Тр, VD1, джерело живлення, VD4, Lк починає розряджатися. Переходи колектор-емітер транзисторів VT1, VT4 шунтуються відкритими внаслідок розряду конденсатора діодами VD1, VD4.

Із закінченням імпульсу керування транзистори закриваються. Напруга колектор-емітер транзисторів при закриванні, як відмічалось, близька до нуля, малий колекторний струм. Тому теплові втрати в них також малі.

Тривалість розряду конденсатора визначається величиною паузи між керуючими імпульсами. З її збільшенням вихідна напруга внаслідок розряду конденсатора зменшується.

Рисунок 5.11 – Схема мостового перетворювача з послідовним контуром

Другий півперіод роботи починається з відкриттям транзисторів VT2, VT3. Внаслідок цього конденсатор Ск перезаряджається – полярність напруги на ньому змінюється відносно полярності, яка була при відкритих транзисторах VT1, VT4, і співпадає з полярністю, що виникла при розряді . Напрям струму заряду співпадає з напрямом струму під час розряду конденсатора.

Теплові втрати при увімкненні визначаються затримкою увімкнення. Зі збільшенням навантаження увімкнення відбувається при менших струмах.

Максимальна частота слідування імпульсів керування визначається характеристиками коливального контуру,

. (5.8)

Мінімальна частота при неперервному струмі приблизно дорівнює:

. (5.9)

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Порівняльний аналіз двотактних та однотактних перетворювачів	\|	Резонансний однотактний перетворювач напруги з прямим увімкненням діода

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.015 сек.