Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

по напряжению) можно использовать в ШИМ преобразователях и в ВПН с резонансными контурами. Этот метод получил название токочувствительного управления частотой [58].

ВПН с магнитными усилителями

Достижения в области магнитных материалов, в частности аморфных (см. § 6.2), позволили вернуться к использованию магнитных усилителей (МУ) в качестве стабилизирующих устройств. Наиболее важным свойством магнитного усилителя является высокая надежность [59]. Его характеризует также электрическая и механическая прочность, стабильность работы при наличии внешних воздействий. При частоте коммутации около 100 кГц и менее возможно построение ВПН на базе МУ при широтно-импульсной модуляции.

На рис. 5.7 показана схема импульсного преобразователя постоянного напряжения в постоянное со стабилизацией с помощью магнитного усилителя. Принцип работы магнитного усилителя основан на управлении магнитным потоком в насыщающемся магнитном сердечнике. При включении транзисторного ключа VT1 входное напряжение подается через трансформатор TV1 на магнитный усилитель МУ до тех пор, пока последний не перейдет в насыщенное состояние. В этот момент магнитный усилитель становится проводящим и энергия поступает на выход схемы. На следующем интервале ключ VT1 выключается, и магнитное состояние сердечника восстанавливается под действием тока управления 1у, поступающего в данном случае с выхода преобразователя через транзистор VT2. Таким образом, выходное напряжение регулируется изменением угла управления магнитным усилителем.

Использование магнитного усилителя, построенного по схеме рис. 5.7, предполагает применение магнитопровода в МУ с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ). Магнитопроводы с непрямоугольной петлей гистерезиса (НПГ) применяются в МУ для схем, показанных на рис. 5.8. В таких схемах используется традиционное включение МУ (TV2, ТУЗ).


Рис. 5.7. Импульсный преобразователь с магнитным усилителем

Рис. 5.8. ВПН с МУ на магнито-проводе с непрямоугольной петлей гистерезиса




2i А

ж 1\

vol VD2

Рис. 5.9. Двухтактный ВПН с дросселем в цепи питания


Рис. 5.10. Двухтактный ВПН с двух-обмоточным магнитным пакопп гелем днеогии


Рис. 5.11. Схема ВПН с устройством ограничения экстратокоз

Применение дросселя в паре с инвертором на трансформаторе с магнитопроводом ППГ (рис. 5.9) позволяет получить ВПН с параметрическим типом стабилизатора.

В работе [60] дается анализ двухтактного ВПН с двухобмо-точным магнитным накопителем энергии (рис. 5.10). Применение такой схемы дает возможность улучшить энергетические показатели ВПН, а также обеспечивает возможность параллельного включения ВПН без применения каких-либо симметрирующих или токоограничивающих зстройств. Треугольная форл1а коллекторного тока в таких ВПН обеспечивает малые динамические потри.

Применение магнитных усилителей и дросселей: не ограничивается задачей создания на их основе стгбилизир}-ющего устройства. В работе [61] приводится схема (рис. 5.11), обеспечивающая плавный рост тока включения.

5.2. СИЛОВАЯ ЧАСТЬ ВПН

Как отмечалось выше, вид электрической схемы силовой части ВПН влияет на объемно-энергетические, массовые и стоимостные показатели в незначительной степени. Наибольшее влияние схемотехническое решение оказывает на надежность и качество вы-82



ходной электроэнергии ВПН. Улучшению этих двух групп показателей в основном посвящены рассматриваемые ниже схемы силовой части ВПН.

При повышении надежности двухтактных схем специалисты \шого лет борются со следующими явлениями:

сквозными токами в силовых транзисторах инвертора ВПН;

подмагничиванием силового высокочастотного импульсного трансформатора;

экстратокамк включения ВПН;

выходами из строя ВПН от короткого замыкания (КЗ) в на-

рузке;

превышением мгновенной мощности предельно допустимого значения при переключении транзистора.

Схемы ВПН, исключающие сквозные токи и токи подмагничивания

Значительное число работ в области проектирования электрических схем ВПН посвящено исключению сквозных токов силовых транзисторов инвертора и насыщения магнитопроводов трансформаторов в инверторах при появлении режима подмагничивания.

Сквозные токи в транзисторах двухтактных инверторов (эффект перекрытия) наблюдаются в тех случаях, когда транзисторы обоих нлеч инвертора одновременно оказываются в открытом состоянии. При этом транзисторы выходят в линейный режим, появляются дополнительные динамические потери мощности, снижающие КПД инвертора и требующие увеличения объема тепло-отводящих деталей. Возможно также появление токовых выбросов, превышающих предельно допустимые значения.

Режим подмагничивания магнитопровода трансформатора возникает при различии площадей положительных и отрицательных импульсов напряжения, прикладываемых к первичной обмотке трансформатора. При этом возможно одностороннее насыщение сердечника, резкое увеличение тока подмагничивания, а следовательно, и коллекторного тока в транзисторах одного из плеч инвертора. Как и в случае появления сквозных токов, при этом наблюдается выход транзисторов в линейный режим, появляются .аополнительные потери мощности.

Прежде чем перейти к описанию конкретных схемотехнических решений, исключающих эти режимы, рассмотрим условия их воз-чпкыовения.

I [оявление сквозных токов обусловлено в основном конечным гременем рассасывания. Сквозные токи могт быть вызваны двумя дополнительными причинами при пассивном закрывании транзисторов: инверсным отпиранием выключающегося транзистора напряжением на блокирующем диоде, открытом реактивным током, и зарядом коллекторной емкости выключающегося транзистора.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53