Читать все новости ➔ Изучим принципиальную схему двухтактного полумостового преобразователя, носящего международное называние «half bridge» (рис. 1). Пока на затворы транзисторов не поступило напряжение, они закрыты. Напряжение в средней точке емкостного делителя, выполненного на конденсаторах С1 и С2 одинаковой емкости, составляет половину от постоянного напряжения, питающего преобразователь. Подадим от задающего генератора на затвор транзистора VT2 отпирающее напряжение. По цепи +Uвх, конденсатор С1, обмотка трансформатора TV1, транзистор VT2, -Uвх потечет ток. На вторичной обмотке трансформатора TV1 возникнет напряжение, которое будет выпрямлено диодной сборкой VD1 и сглажено конденсатором С3. Транзистор VT1 все это время был закрыт. Подадим запирающее напряжение на затвор транзистора VT2 и опирающее напряжение на затвор транзистора VT1. Ток потечет по цепи +Uвх,транзистор VT1, обмотка трансформатора TV1, конденсатор С3, -Uвх. На вторичной обмотке трансформатора TV1 появится напряжение противоположной полярности относительно предыдущего такта, которое выпрямит диодная сборка VD1 и сгладит конденсатор С3. Затем постоянное напряжение с конденсатора С3 будет приложено к нагрузке. Транзистор VT2 в течение второго такта закрыт. Как видим, ток через нагрузку протекает в течение обоих тактов. Частота пульсации выходного напряжения в два раза выше частоты преобразования, что позволяет использовать конденсатор С3 сглаживающего фильтра с небольшой номинальной емкостью. Частная петля гистерезиса магнитопровода трансформатора полумостового преобразователя близка к предельной петле гистерезиса. Пока нагрузка не соединена с ИИП, к каждому конденсатору емкостного делителя напряжения приложена половина от постоянного напряжения, питающего преобразователя. Если емкость конденсаторов делителя напряжения будет недостаточно велика, то при максимальной нагрузке в течение каждого полупериода конденсаторы будут существенно разряжаться, и напряжение на них превысит половину напряжения питания преобразователя. Напряжение, приложенное к первичной обмотке импульсного трансформатора полумостового преобразователя, можно вычислить по формуле: Uнас – напряжение насыщения одного ключевого транзистора. Емкость каждого конденсатора делителя напряжения можно вычислить по следующей формуле: Iперв.макс – амплитуда полного тока через первичную обмотку трансформатора; F - частота преобразования, Гц; ΔUс – изменение напряжения на конденсаторе за длительность времени прохождения через него импульса полного тока Iперв.макс. Величина приложенной к конденсатору переменной составляющей напряжения не должна превышать максимально допустимую справочную величину для компонента данной марки и типа. Важно помнить, что номинальная емкость многих конденсаторов на высокой частоте и при низкой температуре окружающей среды существенно уменьшается. Полумостовые преобразователи нашли широкое применение при выходной мощности от нескольких ватт до нескольких киловатт. Достоинство полумостового преобразователя заключается в низком обратном напряжении, приложенном к каждому ключевому транзистору в состоянии отсечки, примерно равном постоянному напряжению питания преобразователя.
Это позволяет использовать полумостовые преобразователи при высоком питающем напряжении. Полумостовые преобразователи могут быть включены без нагрузки, и при этом не будет опасного повреждения компонентов. Частота пульсации равна удвоенной частоте преобразования. Если емкости конденсаторов делителя напряжения строго одинаковы, ключевые транзисторы идентичны друг другу, и петля гистерезиса материала магнтопровода не содержит дефектов, то можно полагать, что подмагничивание сердечника импульсного трансформатора отсутствует. Такая картина возможна только в идеале. Так, например, в реальном полумостовом преобразователе емкости конденсаторов в делителе напряжения всегда отличны друг от друга и, следовательно, несимметрично перемагничивание трансформатора. Однако степень несимметрии обычно много меньше, чем в магнитопроводах трансформаторов однотактных преобразователей. Одним из простейших способов уменьшения подмагничиванмя сердечника полумостового преобразователя является включение неполярного конденсатора между импульсным трансформатором и средней точкой емкостного делителя напряжения. К недостаткам относят наличие двух конденсаторов в делителе напряжения, разрушение компонентов ИИП при перегрузке по току в нагрузке при отсутствии системы защиты, меньший КПД, чем достижимый в мостовом преобразователе. Источник: Источники питания. Москатов Е.А. meandr.org На рис. 1.5 изображена схема двухтактного полумостового преобразователя. При сравнении можно заметить, что двухтактный полумостовой преобразователь похож на мостовой (ДМП). Отличие заключается в том, что транзисторы одной из стоек мостового преобразователя заменены емкостным делителем напряжения C1, С2. В результате в полумостовом преобразователе, по сравнению с мостовым, используется в два раза меньше транзисторов. Примечание. При необходимости, емкостный делитель напряжение С1, С2 можно заменить на двухполярный источник питания U1, U2 или просто на конденсатор С. Этот преобразователь обладает всеми достоинствами и недостатками мостового преобразователя. Однако не может обеспечить некоторые режимы работы, возможные для мостового преобразователя. Например, фазосдвигающий режим. Ключевые транзисторы VT1 и VT2 поочередно открываются при помощи управляющих сигналов Uyl и Uy2. При этом энергия в нагрузку передается в течении всего периода работы преобразователя, а индукция в сердечнике трансформатора может меняться от -Вm до +Вm. Как и в ДМП, диоды VD1 и VD2 служат для возврата энергии, накопленной в индуктивности рассеяния Ls трансформатора Т, в первичный источник питания Uп. В качестве этих диодов могут быть использованы внутренние диоды MOSFET. Рис. 1.5. Двухтактный полумостовой преобразователь (ДПМП) Рассмотрим подробнее процессы, происходящие в момент перемагничивания сердечника трансформатора. Общей особенностью всех двухтактных преобразователей является то, что их трансформаторы работают в условиях с симметричным перемагничиванием. Магнитная индукция В, в сердечнике трансформатора с симметричным перемагничиванием, может изменяется в пределах от отрицательно -Вm до положительной +Вm максимальной индукции. В каждом полупериоде работы ДПМП открыт только один ключ. В паузе оба транзистора преобразователя закрыты. Когда транзистор VT1 преобразователя открыт, происходит зарядка конденсатора С2 и разрядка конденсатора С1 через первичную обмотку трансформатора Т. При этом к первичной обмотке трансформатора прикладывается примерно половина напряжения питания Uп. На этом этапе сердечник трансформатора намагничивается в условном обратном направлении (участок b-а на рис. 1.5). В паузе, когда транзисторы закрыты, ток в нагрузке поддерживается за счет энергии запасенной в дросселе L. При этом ток замыкается через диод VD5. В этот момент одна из вторичных обмоток (IIа или IIб) трансформатора Т замкнута накоротко через открытый диод VD5 и один из выпрямительных диодов (VD3 или VD4). Примечание. В результате этого индукция в сердечнике трансформатора практически не меняется. После завершения паузы открывается транзистор VT2 преобразователя и происходит зарядка конденсатора С1 и разрядка конденсатора С2 через первичную обмотку трансформатора Т. При этом к первичной обмотке трансформатора прикладывается примерно половина напряжения Uп. На этом этапе сердечник трансформатора намагничивается в условном прямом направлении (участок а-b на рис. 1.5). В паузе, когда транзисторы закрыты, ток в нагрузке поддерживается за счет энергии запасенной в дросселе L. При этом ток замыкается через диод VD5. В этот момент индукция в сердечнике трансформатора практически не меняется и фиксируется на достигнутом положительном уровне. Так же как и в ДМП, сердечник трансформатора ДПМП способен перемагничиваться только в моменты открытого состояния транзисторов. Чтобы в этих условиях избежать одностороннего насыщения необходимо обеспечить равное время открытого состояния транзисторов, а также симметричность силовой схемы преобразователя. Примечание. Особенностью ДПМП является то, что, по сравнению с ДМП, транзисторы в нем коммутируют удвоенные токи нагрузки. studfiles.net Это простейшая схема полумостового самовозбуждающегося преобразователя на полевых транзисторах. Особенности этой схемы две: введение цепи стабилизации частоты и получение сигнала обратной связи не с силового трансформатора, а со вспомогательного трансформатора Т1, первичная обмотка которого подключена к выходным клеммам преобразователя. Смысл всего этого я постараюсь объяснить позже. Попробую объяснить, как эта схема работает. Сетевое напряжение поступает на клеммы XS2-1 и XS2-2, выпрямляется диодным мостом VD10 и заряжает конденсатор С5 и последовательно соединённые конденсаторы С1 и С2 до амплитудного напряжения сети (чуть больше трёхсот вольт). Для простоты примем его равным +300 вольт относительно нижней (отрицательной) шины. На рисунке мы обозначили это напряжение +V. Поскольку мы выбрали конденсаторы С1 и С2 одинаковыми, то в точке их соединения напряжение всегда будет равно половине полного напряжения. На схеме обозначили эту точку +V/2. Приблизительно оно будет равно +150 вольт так же относительно нижней (отрицательной) шины питания. Поскольку точка соединения стока транзистора VT2 и истока VT1, обозначенная на схеме словом OUT соединена со средней точкой конденсаторов С1 и С2 через обмотку трансформатора Т1, имеющую очень малое сопротивление постоянному току, то и точка OUT будет иметь напряжение +150 вольт. То есть, после включения питания и зарядки конденсаторов всё "устаканивается" и напряжения во всех точках схемы будут неизменны. Ну, почти во всех. А как же преобразователь запускается? Для этого предназначена цепочка из резисторов R3 и R4, конденсатора С3 и динистора VS1. После включения питания конденсатор С3 тоже начинает заряжаться и, как только напряжение на нём превысит напряжение открывания динистора VS1, равное приблизительно 35 вольт, так динистор откроется, подав открывающий импульс на затвор транзистора VT2. Реально этот импульс не будет слишком уж большим, поскольку параллельно затвору подключена обмотка трансформатора Т2 через резистор R8. Ну и к другим обмоткам этого трансформатора ещё много, чего подключено. Тем не менее, транзистор VT2 начинает приоткрываться. Это значит, напряжение на его стоке относительно отрицательной шины и его истока начинает уменьшаться (не забываем, что вначале там было +150 вольт). Фактически, это означает, что к первичной обмотке трансформатора Т1, подключенной к клеммам XS1-1 и XS1-2, оказывается приложен отрицательный импульс. Фазировка обмоток трансформаторов Т1 и Т2 подобрана так, чтобы этот отрицательный импульс вызывал положительный, открывающий импульс на затворе транзистора VT2. На самом деле, заморачиваться с согласованием фазировок всех обмоток смысла особого нет. Главное, чтобы вторичные обмотки трансформатора Т2 были включены в противофазе. А поменять местами концы любой из оставшихся обмоток трансформаторов несложно, если преобразователь не запустится при первом включении. Таким образом, формируется положительная обратная связь, открывающая транзистор VT2 и транзистор открывается лавинообразно. И долго ли он будет открытым? А уж вот это определяет трансформатор Т2 совместно с цепочкой из двух резисторов R5 и R6 и двух стабилитронов VD1 и VD2. Видим, что к первичной обмотке трансформатора Т2 оказывается приложен прямоугольный импульс напряжения, амплитуда которого определяется напряжением стабилизации двух стабилитронов VD1 и VD2, которую удобно выбрать порядка 15 вольт. Пока трансформатор Т2 не вошёл в насыщение, ток через него невелик. Главным образом, это ток зарядки ёмкости затвора транзистора и небольшой ток намагничивания этого трансформатора. Но, как только сердечник трансформатора начинает насыщаться, ток намагничивания резко возрастает. Этот ток проходит через резистор R6 и вызывает резкое увеличение падения напряжения на нём. Следовательно, напряжение на затворе резко уменьшается. И, как только оно приблизится к пороговому напряжению затвора транзистора, так транзистор начинает закрываться. Что это значит? Значит, что напряжение на его коллекторе начинает расти. Фактически, это означает, что к затвору этого транзистора начинает прикладываться не положительное, а отрицательное напряжение, то есть, закрывающее. И транзистор начинает лавинообразно закрываться. Но мы же видим, что полярность напряжения на другой вторичной обмотке, которая подключена к затвору верхнего транзистора VT1 противоположна. То есть, закрывающее для транзистора VT2 напряжение является открывающим для транзистора VT1!!! То есть, теперь, параллельно с закрыванием нижнего транзистора, идёт ещё и открывание верхнего, то есть, напряжение в точке OUT начинает стремиться не к нулю, а к +V, то есть, к трёмстам вольтам!!! Ну и всё повторяется, теперь уже для верхнего транзистора - насыщение сердечника T2 теперь уже в другую сторону приводит к закрыванию верхнего транзистора и открыванию нижнего. Начинают работать "качели". То есть, преобразователь начинает выдавать последовательность прямоугольных импульсов напряжения на своём выходе. И цепь первоначального запуска с конденсатором С3 больше ему не требуется. Это в двух словах, в самом общем смысле. Как и зачем нужна цепочка, стабилизирующая частоту и зачем мы ввели в схему ещё один трансформатор, Т1, хотя могли бы просто намотать одну небольшую обмотку на силовом трансформаторе, мы обсудим в следующий раз. vgg960.blogspot.com Абрамов Сергей г. Оренбург Для питания радиоаппаратуры радиолюбители все чаще стали использовать импульсные блоки питания ввиду их малого веса и небольших габаритов. Предлагаемый полумостовой преобразователь напряжения отличается простотой конструкции и не требует налаживания. Основой преобразователя является микросхема IR2153 Представляющая собой драйвер двух ключей (IGBT или MOSFET) имеющий один выход для управления нижним ключом полумоста (LO) и один выход для верхнего ключа (HO)с плавающим потенциалом управления. Допустимое напряжение на инверторе, с которым работает микросхема, составляет 600 В. Переменное напряжение 220вольт поступающее через разъем Х1 проходит через заграждающий фильтр С1,С2,L1 выпрямляется диодным мостом VD1-VD4 и сглаживается последовательно соединенными конденсаторами С6,С7. Рис1. Фильтр необходим для предотвращения проникновения помех от преобразователя в сеть. Напряжение питания на микросхему D1 поступает через резистор R1 и сглаживается конденсатором С3. Напряжение на выводе VCC микросхемы D1 не может быть выше 15,6 вольт так как внутри микросхемы между выводами 1и 4 установлен стабилитрон. Цепочка R2, C4 задает частоту работы задающего генератора и равна 40кГц, при необходимости может изменяться от 80 гЦ до 1 мГц при условии что минимальные значения R2 и C4 должны находиться в пределах 10кОм и 330пФ соответственно. Для подбора данных деталей можно воспользоваться номограммой расположенной на рис 2. Верхний ключ открывается с выхода HO, нижний с выхода LO между включениями одного и другого ключа выдерживается пауза 1,2 мкс благодаря чему предотвращается протекание сквозных токов через транзисторы. Бутстреповая ёмкость С5 заряжается через диод VD5 при включении нижнего ключа VT2. Первичная обмотка трансформатора Т1 подключена к делителю напряжения образованному конденсаторами С6,С7 и силовыми ключами VT1,VT2. Конденсаторы С8,С9 подключенные параллельно выпрямительным диодам VD6,VD7 значительно снижают амплитуду выбросов в моменты переключения диодов. Сетевой фильтр намотан на ферритовом кольце К20х12х6 марки М2000HM сложенным вдвое проводом МГТФ 0,12 и содержит 25-30 витков. Трансформатор Т1 намотан на Ш-образном магнитопроводе типоразмером М2000НМ Ш7х7. Первичная обмотка содержит 260 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,3мм. Вторичная обмотка обеспечивает выходное напряжение 12 вольт при токе 2,5 ампера и содержит по 15 витков сложенными в семеро проводами ПЭВ-2 диаметром 0,5. Конденсаторы С1,C2 типа К73-17, С4,C8,C9 керамические, электролитические C3,C5,C6,C7,C10 типа К50-35. Вместо VD1-VD5 подойдут любые другие на ток 0,7А и напряжение 400вольт, вместо VD6,VD7 желательно применить диоды шотки типа КД2997 установленные на игольчатый радиатор размером 25х40мм. cxema.my1.ru
http://domasniyelektromaster.ru Как работает и из чего состоит двухтактная автогенераторная полумостовая схема импульсн...
В этом видео я расскажу о самых популярных топологиях импульсных блоков питания, мы разберём однотактную,...
Преобразователь напряжения http://ali.pub/1e9nyb Аккумулятор http://ali.pub/1e9o2l Токовые клещи - http://ali.pub/1e9oc4 Осциллограф-...
В данном видео мы рассмотрим схему резонансного полумостового (двухтактного) импульсного преобразователя...
Скачать архив http://www.vip-cxema.org/images/zip/youtube/miciip.zip Мой второй канал https://www.youtube.com/channel/UCO9r0ovR_10Cgq8kOgnFl8Q ...
Усилитель мощности на TDA8920 2х100Вт + ИБП на IR2153 Усилитель мощности на TDA8920BJ собран по схеме взятой с datasheet...
В данном видео мы рассмотрим очень простую, быстродействующую защиту блоков питания (любых) от короткого...
Работа импульсного блока питания. Отличия импульсного и обычного (трансформаторного) блока питания. Обсуди...
Большое потребление схемы по току на холостом ходу, без нагрузки. Имеется подозрение, что из за отсутствия...
Ссылка на группу в "ОК": https://ok.ru/group57115373666 Ссылка на группу "ВК": https://vk.com/club80331983 Ссылка на группу "mail.ru": https://my.m...
В данном видео автор расскажет как #начинающему #радиолюбителю, не имеющего особых навыков "МАГИСТРА" в...
Оказать помощь каналу: Биткоин кошелёк. 18ca8PhD32WFUFhYmsUYZeBDoSFP7dBKJe WebMoney (рубль). R024924427646 WebMoney (доллар USD).
В этом видео будет представлен обзор простой схемы преобразователя напряжения, собранного по схеме преобр...
В данном видео мы рассмотрим повышающий преобразователь (#автогенератор, #блокинг #генератор) на составном...
Схема простого импульсного блока питания. Делаем сами просто, дешево и сердито.
Мои рассуждения.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ своими руками. ♢DIY CAM♢ Для преобразования напряже...
Печатка http://x-shoker.ru/lay/pp2153.lay Наши сайты http://vip-cxema.org/ http://x-shoker.ru/ Официальная группа канала https://vk.com/club79283215...
Простая и эффективная #защита от #КЗ и переполюсовки! (Устранение недостатков схемы, основные проблемы и...
http://domasniyelektromaster.ru Расчет ферритовых сердечников для трансформаторов инвертора, Определение диаметров...
AliTools https://goo.gl/5rEtpW Мой второй канал https://www.youtube.com/channel/UCO9r0ovR_10Cgq8kOgnFl8Q Полный архив проекта ...
Драйвер на ir2153 и ucc37324.
Представляем вашему вниманию реализацию идеи создания "качера на ферритовом сердечнике" (из трансформатор...
Реальная съемка проверки количества витков для импульсного трансформатора. Сопротивление шунта 0,5 Ома,...
Часть 2 https://www.youtube.com/watch?v=bnOjrDqhlTs Зарабатываем на своих видео, подробности тут ...
начальная плата от этого инвертора http://ali.pub/8tzhj Заработать на aliexpress https://epn.bz/?i=29c81 Верни 8.5% с покупок https://cashbac...
Первый раз мотал импульсный трансформатор, вот что получилось.
В этом видео я расскажу про мощный полумостовой импульсник, и его модернизация для нормальной работы.
Заказ печатных плат https://www.pcbway.com/ ------------------------------------------------------------------------------------------------- В данном видеоролике...
Как запитать микросхемы IR2153, 2155, 2161, 2156, 2530 без перегрева резистора. В этом видео подробно покажу как подобра...
В этом видео я расскажу вам как сделать простой преобразователь напряжения своими руками, этот преобразова...
Это первое видео в серии о сборке блока питания на LT494+IR2110. В этих видео я подробно буду показывать как собра...
Канал Алексея https://www.youtube.com/user/savage19nnn Скачать архив проекта http://www.kit-shop.org/zip/powspaka.zip Купить электронный транс...
Вторая из трех частей. В этом видеоролике вы узнаете как рассчитать импульсный трансформатор, как выбрать...
В этом видео показан простой преобразователь с помощью которого можно получить довольно не плохое напряже...
sxematube - схема простого преобразователя напряжения 3 - 12 Вольт.
Конструкция простого импульсного источника питания на микросхеме IR2153.
Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте — http://vk.com/chipidip, и Facebook — https://www.facebook.com/chipidip * Данная схема преобр...
Оказать помощь каналу: Биткоин кошелёк. 18ca8PhD32WFUFhYmsUYZeBDoSFP7dBKJe WebMoney (рубль). R024924427646 WebMoney (доллар USD).
Принцип работы ШИМ преобразователей. Часть 1. ----------------------------------------------------------------------------------------- Стоимость...
como fazer armas ninjas de papel
gerador de cc valido
deixar utorrent mais rapido
aimbot para samp 0.3.7
desbloquear corel draw x7
wolfram 1.8
ponteiros de mouse animados
mod de armas para minecraft 1.8
como ganhar minimoedas de graca no minimundos
traducao dark souls prepare to die edition pc
debojj.net Когда речь заходит о выборе схемы силового каскада, многие в
первую очередь интересуются выходной мощностью. Этот критерий, разумеется,
очень важный, но не единственный. Конечно, вряд ли кто-то использует мостовую
схему, например в 10-Вт преобразователе, но не всегда задача выбора столь
проста, как может показаться. Помимо выходной мощности важны входное и выходное
напряжения, выходной ток, тип нагрузки, требуемая энергоэффективность,
массогабаритные показатели, изолированный или неизолированный
преобразователь. Рассмотрим наиболее часто встречаемые конфигурации силового
каскада: прямоходовой, обратноходовой, пушпульный, полумостовой, мостовой,
резонансные схемы. Обратноходовой преобразователь (ОП) (как и прямоходовой
преобразователь, ПП) довольно часто встречается при мощностях менее 1 кВт. Одно
из его достоинств — очень простая схема (см. рис. 1). Ключевым элементом
преобразователя является трансформатор, хотя в данном случае он играет роль
накопителя энергии и выполняет функции дросселя — при закрытом ключе вторичная
обмотка отдает в нагрузку энергию, которая запасалась при открытом ключе, когда
первичная обмотка была подключена к сети. В приведенной схеме обеспечивается гальваническая развязка между
первичной и вторичной цепями. ОП удобно применять, когда требуется обеспечить
высокое выходное напряжение при относительно малом токе. Конечно, можно
использовать эту схему и при низких напряжениях и высоких токах, но следует
иметь в виду, что ОП свойственны большие токовые пульсации и пиковые токи,
поэтому к компонентам фильтра на низкой стороне предъявляются повышенные
требования, отчего их стоимость возрастает. Велики также и пульсации
напряжения, поэтому выходной сглаживающий фильтр лучше выбрать типа «пи». При коэффициенте заполнения 50% амплитуда пульсаций тока через
выходной конденсатор примерно в 1,6 раза превышает выпрямленный ток нагрузки.
Поэтому эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) этого конденсатора
должно быть невелико. Это означает, что для надежной работы следует включить
параллельно до 5 электролитических конденсаторов или использовать дорогостоящие
керамические конденсаторы. Но, скорее всего, придется использовать хотя бы один
электролитический конденсатор, причем его сопротивление должно быть достаточно
небольшим, чтобы сохранить устойчивость преобразователя. Поэтому при больших
выходных токах, например, 5 В, 10 А, следует отдать предпочтение ПП. Индуктивность рассеяния первичной обмотки трансформатора должна
быть как можно меньше. При открытом ключе в ней запасается энергия, которая не
передается во вторичную обмотку и при закрытии ключа вызывает всплески
перенапряжения, из-за которых приходится выбирать ключ с повышенным максимально
допустимым напряжением и использовать снабберные цепочки. Последние снижают
энергоэффективность преобразователя. Следует отметить еще один недостаток ОП — отношение пикового
значения тока к среднему существенно больше, нежели в других топологиях,
поэтому приходится выбирать силовой ключ, величина максимально допустимого тока
которого больше, чем в других преобразователях, что увеличивает стоимость
ключа. Ток ключа в ОП в 1,5—2 раза больше, чем в ПП и полумостовом
преобразователе. Ток в выпрямительном диоде в 3—4 раза больше, чем средний
ток. Если не удается уменьшить индуктивность рассеяния или снабберной
цепочки недостаточно, чтобы снизить перенапряжения, применяется схема из двух
силовых ключей на высокой стороне (см. рис. 2). Отметим, что в этом случае
повышается и эффективность преобразователя, т.к. энергия, запасенная в
индуктивности рассеяния первичной обмотки, не рассеивается в снабберной цепи, а
передается обратно во входной конденсатор. Двухключевая схема позволяет выбрать
силовой ключ с меньшим максимально допустимым напряжением. При этом потери в
двух последовательно включенных ключах с меньшим максимально допустимым
напряжением примерно такие же или даже меньше, чем в более высоковольтном
ключе. К недостаткам можно отнести усложнение схемы, ограничение
величины коэффициента заполнения (менее 50%). Соотношение витков должно быть
выбрано так, чтобы напряжение на вторичной обмотке достигло требуемой величины,
прежде чем напряжение на первичной обмотке достигнет уровня, при котором диоды
D1 и D2 начнут проводить. Иначе запасенная энергия начнет возвращаться во
входной конденсатор, а не поступать в нагрузку. ОП может работать в режимах непрерывного 1 или прерывистого
токов 2. Однако сейчас становится популярен специальный случай режима
прерывистого тока, так называемый режим критической проводимости 3 или режим
граничной проводимости 4. Это компромиссный режим с некоторыми интересными
особенностями, и он довольно легко реализуется в одноключевой схеме. В режиме DCM ток через дроссель выходной цепи уменьшается до
нуля в период, когда силовой ключ Q1 закрыт. Фактически в этот момент ни через
один элемент преобразователя не протекает ток, и его можно назвать «мертвым
временем». В режиме CCM ток постоянно протекает через дроссель при любом
состоянии силового ключа. В этих режимах преобразователь работает при
постоянной частоте коммутации. Режим CRM является граничным между описанными
выше. Как и в DCM, ток в дросселе спадает до нуля, но «мертвое время»
отсутствует. Для достижения граничного режима варьируется время закрытого и
открытого состояний ключа — преобразователь работает на переменной частоте и
зависит, в частности, и от индуктивности дросселя, и от максимально допустимого
пикового тока, который задается управляющим контроллером. На рисунке 3 показано напряжение сток-исток силового MOSFET в
различных режимах. Заметьте, что в режиме CRM/BCM открытие MOSFET происходит в
момент первого колебания в нижней точке кривой (valley), после того как энергия
сердечника трансформатора уменьшилась до минимума. При этом коммутация
происходит при минимальном напряжении на ключе, и потери на коммутацию
уменьшаются. По существу, наблюдается квазирезонансный режим (QR). Такой метод
коммутации позволяет увеличить энергоэффективность преобразователя. Этот режим достаточно просто реализовать. Частота коммутации
фиксирована, передаточная характеристика имеет один полюс, и полоса пропускания
обратной связи может быть достаточно большой и легко компенсироваться. Габариты
трансформатора в этом режиме минимальны, т.к невелики и требования к
индуктивности рассеяния первичной обмотки при условии, что выходной ток
относительно невелик. Отметим, что ток в выходном диоде спадает до нуля еще до того,
как откроется силовой ключ на высокой стороне, поэтому отсутствуют шумы
коммутации диода и потери на восстановление, которые происходят при запирании
диода обратным напряжением. К сожалению, пиковые токи в этом режиме очень велики, больше чем
в остальных режимах. Соответственно, нужно выбирать силовой ключ и выходной
диод с большими максимально допустимыми токами. Повышаются и требования к
выходному конденсатору из-за больших значений пульсирующего тока в нем —
потребуется выбрать конденсатор лучшего качества с малым ESR. ОП в этом режиме
следует применять при выходной мощности не более 100 Вт. В случае, когда
требуется получить источник с большим выходным напряжением, ОП в этом режиме
можно использовать вплоть до выходной мощности 1 кВт, но следует обратить
внимание на выбор компонентов. Режим используется для оптимизации ОП. В этом режиме время между
проводящим состоянием силового ключа и выпрямительного диода сокращается до
минимума (напомним, что частота коммутации варьируется), и уменьшается
кратность пикового тока по отношению к среднему. Трансформатор из-за
увеличенного числа витков может быть чуть больше, чем в режиме прерывистого
тока, т.к. в режиме CRM/BCM при максимальной нагрузке и меньшем входном
напряжении ОП работает и при меньшей частоте. Квазирезанонансный режим
коммутации и отсутствие потерь на восстановление в выпрямительном диоде
повышают эффективность ОП в большинстве приложений с малым выходным током. С первого взгляда может показаться, что работа при переменной
частоте коммутации создаст проблемы с фильтрацией электромагнитных помех, но,
как показывает опыт, опасения напрасны, т.к. при уменьшении потерь обычно
уменьшаются и помехи. В этом режиме очень просто реализовать синхронное
выпрямление, а значит, еще больше снизить потери. Граничный режим может
оказаться неприемлемым в случае необходимости синхронизации от внешнего
источника частоты. Эта топология используется, когда требуется снизить пульсации
тока в выходном конденсаторе и получить минимальное соотношение между пиковым и
средним токами силового ключа и выпрямительного диода. ОП мощностью меньше 20
Вт выпускаются в виде микросхемы. Из-за минимального тока MOSFET он может быть
реализован на одном кристалле с управляющей схемой. Этот режим полезен при больших выходных мощностях свыше 100 Вт.
Следует учесть, что в момент запирания выпрямительного диода ток в нем
продолжает протекать, поэтому неизбежны потери на обратное восстановление.
Чтобы уменьшить их, рекомендуется применять диоды Шоттки. Ультрабыстрые диоды
при запирании генерируют высокочастотный шум и потому лучше их не использовать.
Открытие силового ключа происходит в момент, когда протекает ток во вторичной
обмотке трансформатора, поэтому и ток в силовом ключе устанавливается скачком,
а потом начинает плавно нарастать. В передаточной функции системы желательно избегать нуля в правой
полуплоскости, иначе придется прибегнуть к сложной схеме компенсации и
уменьшить полосу пропускания обратной связи, что негативно скажется на
переходных процессах в ОП. Прямоходовой преобразователь практически всегда является
понижающим. Силовой ключ на первичной стороне и выпрямительный диод на
вторичной одновременно проводят ток, т.е. через трансформатор передается
униполярный импульс напряжения, поэтому чтобы избежать насыщения сердечника
трансформатора, коэффициент заполнения не должен превышать 0,5. При этом
условии в момент паузы сердечник трансформатора успевает размагнититься. Возможно несколько вариантов построения схемы первичной стороны
ПП. На рисунке 4 представлен один из них. В этой схеме для размагничивания
сердечника трансформатора во время выключения силового ключа используется
специальная размагничивающая обмотка, число ее витков обычно такое же, как у
первичной обмотки. Максимальный коэффициент заполнения — менее 0,5. Обратите внимание — при закрытии силового ключа к нему
прикладывается двойное напряжение входной сети. Это обстоятельство, а также
выбросы напряжения из-за энергии, запасенной в индуктивности рассеяния, должны
учитываться при выборе максимально допустимого напряжения силового ключа.
Индуктивность рассеяния можно минимизировать, если выполнить намотку первичной
и размагничивающей обмоток бифилярным проводом. Например при напряжении сети ≈220 В, с учетом возможного
превышения напряжения на 10%, получим 242 В × 1,4 × 2 = 677,6 В. Учитывая
выбросы напряжения от индуктивности рассеяния, следует выбрать ключ с
максимально допустимым напряжением не менее 1000 В. Схема вторичной части
остается неизменной при всех вариантах топологии первичной части. В данной конфигурации (см. рис. 5) для ограничения
напряжения при выключении ключа служит снабберная цепочка (Ds, Rs, Cclamp).
Отпадает необходимость в размагничивающей обмотке, следовательно, уменьшается
размер трансформатора и стоимость изделия. Однако вся энергия, запасенная в
сердечнике, рассеивается на резисторе Rs, и такая схема крайне неэффективна с
энергетической точки зрения. Снабберная цепочка и первичная обмотка трансформатора составляют
квазирезонансный контур. Величина конденсатора должна подбираться так, чтобы
ограничить напряжение на закрытом силовом ключе и обеспечить быстрое затухание
тока в контуре с тем, чтобы достичь максимального коэффициента заполнения.
Обычно такие схемы используются при выходной мощности не более 100 Вт во
избежание значительных потерь на резисторе Rs. Эта топология (см. рис. 6), возможно, наилучший вариант схемы с
одним силовым ключом. Для активного ограничения дополнительно используется
высоковольтный слаботочный MOSFET. Для управления требуется специальная
микросхема контроллера, синхронизирующая работу обоих ключей. Схема с активным ограничением сходна с рассмотренной выше, но
энергия в этом случае не рассеивается на резисторе снабберной цепи. В этой схеме также довольно просто использовать синхронный
выпрямитель. Подобная топология применяется при мощностях до 500 Вт и даже
несколько выше. Основной недостаток рассмотренной топологии: усложнение схемы
управления — требуется дополнительный драйвер затвора и необходимо строго
выдерживать заданную последовательность переключения. Учитывая квазирезонансный
режим переключения, повышенные требования предъявляются к трансформатору —
индуктивность рассеяния первичной обмотки должна быть как можно меньше.
Рекомендуется также вводить в сердечник трансформатора воздушный зазор, чтобы
уменьшить индуктивность первичной обмотки и оптимизировать процесс резонанса
при выключении силового ключа. Это довольно интересная конфигурация (см. рис. 7), в которой
используются элементы вышеописанных топологий: размагничивающая обмотка,
снабберная цепь и активное ограничение. В этой схеме конденсатор аккумулирует
энергию индуктивности рассеяния между первичной обмоткой и обмоткой
размагничивания и управляет скоростью нарастания напряжения на силовом ключе
при его запирании, уменьшая тем самым коммутационные потери. При открытом силовом ключе ограничивающий конденсатор
разряжается через размагничивающую обмотку и отдает энергию входному
конденсатору. По сути, перед нами снабберная цепь без потерь. При увеличении
значения емкости Cclamp наступает квазирезонансный режим переключения.
Коэффициент заполнения — менее 0,5. Схема первичной стороны в этом случае такая же, как и в
обратноходовом преобразователе (см. рис. 2). Эта схема наиболее эффективна —
энергия, запасенная в трансформаторе и индуктивности рассеяния, возвращается во
входной конденсатор. Коэффициент заполнения не превышает 0,5. Эту схему
применяют в промышленных приложениях при мощностях до 1 кВт и даже несколько
больше при жестких условиях эксплуатации, где требуется надежность. Популярной разновидностью этой топологии является схема, когда
два преобразователя работают со сдвигом фазы на 180°, а их напряжение
суммируется на выходном конденсаторе. В этих преобразователях магнитный сердечник используется не
полностью, т.к. рабочая точка кривой перемещается по кривой BH только в
пределах одного квадранта. Поэтому габариты трансформатора больше, чем в
мостовой, полумостовой и двухтактной пушпульной схемах, где происходит полное
перемагничивание сердечника. Но потери в трансформаторе в прямоходовом
преобразователе меньше, чем в этих топологиях, т.к. потери пропорциональны
величине B2. Для управления ПП желательно использовать режим с обратной
связью по току, но выбросы на переднем фронте при резонансном переключении
могут составить проблему. В этом случае предпочтительнее режим управления по
напряжению. Коэффициент заполнения может превышать 0,5, если соблюдается
вольт-секундный баланс. Если при этом применяется метод управления по току, то
для задания по величине тока необходимо использовать не постоянное значение, а
кривую первого или более высоких порядков (slope compensation). Такой преобразователь (см. рис. 8) используется при
мощностях до 5 кВт и в телекоммуникациях для 48-В шины при мощностях свыше
500 Вт. Полумостовой преобразователь получается заменой ключей Q3, Q4 на
конденсаторы. Он применяется при меньших мощностях — примерно до 2 кВт.
Отметим, что и в мостовом, и в полумостовом преобразователях через
трансформатор передаются импульсы разной полярности, поэтому происходит
перемагничивание сердечника, и рабочая точка перемещается по кривой ВН во всех
четырех квадрантах. При этом потери в сердечнике больше, т.к. они
пропорциональны В2. Для мостового преобразователя (в отличие от полумостового)
отлично подходит режим управления с обратной связью по току. К недостаткам
мостового преобразователя следует отнести более сложный драйвер ключей и риск
возникновения сквозного тока, возникающего при переключении ключей верхнего и
нижнего плечей. Мостовой и полумостовой преобразователи применяются для
понижения напряжения. Если же требуется повышающий преобразователь для больших
мощностей, то обычно используют резонансные LLC-преобразователи. Этот тип преобразователей используется, когда требуется
уменьшить потери на коммутацию и повысить эффективность преобразователя. На
рисунке 9 показан полумостовой LLC-преобразователь. В резонансных схемах в цепь
первичной обмотки добавляются конденсатор или дроссель (в данном случае
дроссель), чтобы реализовать коммутацию при нулевом напряжении (ZVS) или
нулевом токе (ZVC). Для получения полностью резонансной схемы необходимо
изменять коэффициент заполнения и частоту коммутации так, чтобы в цикл
коммутации укладывался целый период резонансной частоты. Резонанс происходит в цепи, состоящей из индуктивности рассеяния
и конденсаторов. Обычно индуктивность рассеяния точно неизвестна, поэтому в
цепь вводят дополнительный дроссель Lr для настройки резонансного контура.
Резонансный преобразователь, по сути, является источником тока, следовательно,
нет необходимости использовать дроссель в выходном фильтре. В приведенной на
рисунке схеме реализованы режимы ZVS, ZVC, и она отлично подходит для случаев,
когда требуется получить высокое входное напряжение. www.russianelectronics.ru Довольно часто для построения сварочного инвертора применяют основные три типа высокочастотных преобразователей, а именно преобразователи включенные по схемам: асимметричный или косой мост, полумост, а также полный мост. При этом резонансные преобразователи являются подвидами схем полумоста и полного моста. По системе управления данные устройства можно поделить на: ШИМ (широтно-импульсной модуляцией), ЧИМ (регулирование частоты), фазовое управления, а также могут существовать комбинации всех трех систем. Содержание: Все выше перечисленные преобразователи имеют свои плюсы и минусы. Разберемся с каждым в отдельности. Блок схема показана ниже: Это, пожалуй, один из самых простых, но не менее надежных преобразователей семейства двухтактных. «Раскачка» напряжения первичной обмотки трансформатора силового будет равна половине напряжения питания – это недостаток данной схемы. Но если посмотреть с другой стороны, то можно применить трансформатор с меньшим сердечником, не опасаясь при этом захода в зону насыщения, что одновременно является и плюсом. Для сварочных инверторов имеющих мощность порядка 2-3 кВт такой силовой модуль вполне перспективен. Поскольку силовые транзисторы работают в режиме жесткого переключения, то для их нормальной работы необходимо ставить драйверы. Это связано с тем, что при работе в таком режиме, транзисторам необходим высококачественный управляющий сигнал. Также обязательно наличие безтоковой паузы, чтоб не допустить одновременное открытие транзисторов, результатом чего станет выход последних из строя. Довольно перспективный вид полумостового преобразователя, его схема показана ниже: Резонансный полумост будет немного проще, чем полумост с ШИМ. Это обусловлено наличием индуктивности резонансной, которая ограничивает максимальный ток транзисторов, а коммутация транзисторов происходит в нуле тока или напряжения. Ток, протекающий по силовой цепи, будет иметь форму синусоиды, что снимет нагрузку с конденсаторных фильтров. При таком построении схемы необязательно необходимы драйверы, переключение может осуществляться обычным импульсным трансформатором. Качество управляющих импульсов в данной схеме не столь существенно как в предыдущей, но безтоковая пауза все равно должна быть. В данном случае можно обойтись без токовой защиты, а форма вольт-амперной характеристики ВАХ будет иметь падающий вид, что не требует ее параметрического формирования. Выходной ток будет ограничиваться только индуктивностью намагничивания трансформатора и соответственно сможет достигать довольно таки значительных величин, в случае, когда возникнет короткое замыкание КЗ. Данное свойство положительно влияет на поджиг и горение дуги, но и его также необходимо учитывать при подборе выходных диодов. Как правило, выходные параметры регулируются изменением частоты. Но и регулирование фазное тоже дает немного своих плюсов и является более перспективным для сварочных инверторов. Он позволяет обойти такое неприятное явление как совпадение режима короткого замыкания с резонансом, а также увеличивает диапазон регулирования выходных параметров. Применение фазовой регулировки может позволить изменять выходной ток в диапазоне от 0 до Imax. Это однотактный, прямоходовой преобразователь, блок схема которого приведена ниже: Данный тип преобразователя довольно популярен как у простых радиолюбителей, так и у производителей сварочных инверторов. Самые первые сварочные инверторы строились именно по таким схемам – асимметричный или «косой» мост. Помехозащищенность, довольно широкий диапазон регулирования выходного тока, надежность и простота – эти все качества до сих пор привлекают производителей до сих пор. Довольно высокие токи, проходящие через транзисторы, повышенное требование к качеству управляющего импульса, что приводит к необходимости использовать мощные драйвера для управления транзисторами, а высокие требования к выполнению монтажных работ в этих устройствах и наличие больших импульсных токов, которые в свою очередь повышают требования к конденсаторным фильтрам – это существенные недостатки такого типа преобразователя. Также для поддерживания нормальной работы транзисторов необходимо добавление RCD цепочек – снабберов. Но несмотря на выше перечисленные недостатки и низкий КПД устройства по схеме асимметричный или «косой» мост все еще применяются в сварочных инверторах. В данном случае транзисторы Т1 и Т2 будут работать синфазно, то есть закрываться и открываться одновременно. В данном случае накопление энергии будет происходить не в трансформаторе, а в катушке дросселя Др1. Именно поэтому для того, чтоб получить одинаковую мощность с мостовым преобразователем необходим удвоенный ток через транзисторы, так как рабочий цикл при этом не будет превышать 50%. Более подробно данную систему мы рассмотрим в следующих статьях. Представляет собой классический двухтактный преобразователь, блок схема которого показана ниже: Данная схема позволяет получать мощность в 2 раза больше, чем при включении типа полумост и в 2 раза больше чем при включении типа «косой» мост, при этом величины токов и соответственно потери во всех трех случаях будут равны. Это можно объяснить тем, напряжение питания будет равным напряжению «раскачки» первичной обмотки трансформатора силового. Для того, чтоб получить одинаковые мощности с полумостом (напряжение раскачки 0,5Uпит.) необходим ток в 2 раза! меньше чем для случая полумоста. В схеме полного моста с ШИМ транзисторы будут работать поочередно – Т1, Т3 включены, а Т2, Т4 выключены и соответственно наоборот при изменении полярности. Через трансформатор тока отслеживают и контролируют значения амплитудное тока протекающего через эту диагональ. Для его регулирования есть два наиболее часто применяемые способы: Оба способа могут позволить проводить изменения выходного тока в довольно больших пределах. У полного моста с ШИМ недостатки и требования такие же, как и у полумоста с ШИМ. (Смотри выше). Является наиболее перспективной схемой высокочастотного преобразователя для сварочного инвертора, блок схема которого показана ниже: Резонансный мост не сильно отличается от полного моста с ШИМ. Разница заключается в том, что при резонансном подключении последовательно с обмоткой трансформатора подключают резонансную LC цепочку. Однако ее появление в корне меняет процесс перекачки мощности. Уменьшатся потери, увеличится КПД, снизится нагрузка на входные электролиты и электромагнитные помехи уменьшатся. В данном случае драйверы на силовые транзисторы нужно применять только в случае если будут использованы MOSFET транзисторы, которые имеют емкость затвора более 5000 pF. IGBT могут обойтись лишь наличием импульсного трансформатора. Более подробные описания схем будут приводится в следующих статьях. Управление выходным током может производится двумя способами – частотным и фазовым. Оба эти способы описывались в резонансном полумосте (смотри выше). Схема его ничем практически не отличается от схемы резонансного моста или полумоста, только вместо резонансной цепи LC последовательно с трансформатором включают не резонансную LC цепь. Емкость С, примерно С≈22мкф х 63В, работает как симметрирующий конденсатор, а индуктивное сопротивление дросселя L как реактивное сопротивление, величина которого будет линейно изменятся в зависимости от изменения частоты. Преобразователь управляется частотным способом. Как известно нам с электротехники, при увеличении частоты напряжения сопротивление индуктивности возрастет, что уменьшит ток в силовом трансформаторе. Довольно простой и надежный способ. Поэтому довольно большое количество промышленных инверторов строят по такому принципу ограничения выходных параметров. elenergi.ru1.5 Двухтактный полумостовой преобразователь. Полумостовая схема
Двухтактный полумостовой преобразователь — Меандр — занимательная электроника
Рис.1. Двухтактный полумостовой преобразователь
Где Uп – постоянное напряжение, питающее преобразователь;
Где С – емкость конденсатора, Ф;Возможно, Вам это будет интересно:
1.5 Двухтактный полумостовой преобразователь
Мои занятия электроникой.: Полумостовой самовозбуждающийся преобразователь
За последние годы я довольно много разных схем исследовал и изготовил. Однако описывать их у меня почему-то не получается. Попробую начать заполнять этот пробел. Когда я смогу просто и понятно объяснить работу схемы, я и сам лучше буду понимать принцип её работы. Начну вот с такой схемы: 
ПРОСТОЙ ПОЛУМОСТОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ - Блоки питания (импульсные) - Источники питания
Рис1.
полумостовая схема ИБП
Выбор топологии преобразователя
Обратноходовой преобразователь
Рис. 1. Базовая топология обратноходового преобразователя
Обратноходовой преобразователь с двумя силовыми ключами
Рис. 2. Базовая схема ОП с двумя ключами
Рис. 3. Напряжение сток-исток силового MOSFET в различных режимах
Обратноходовой преобразователь в режиме прерывистого тока DCM
Обратноходовой преобразователь в режиме граничной проводимости CRM/BCM
Обратноходовой преобразователь в режиме непрерывного тока CCM
Прямоходовой преобразователь
Прямоходовой преобразователь с размагничивающей обмоткой
Рис. 4. Прямоходовой преобразователь с обмоткой сброса
Прямоходовой преобразователь со снабберной цепочкой
Рис. 5. Прямоходовой преобразователь со снабберной цепочкой
Прямоходовой преобразователь с активным ограничением
Это очень эффективная схема, т.к. при правильном выборе конденсатора обеспечивается квазирезонансный режим переключения силового ключа и, следовательно, малые коммутационные потери и электромагнитные помехи. В этой схеме коэффициент заполнения может превышать 0,5 и не требуется использовать ключ с удвоенным максимально допустимым напряжением. Рис. 6. Прямоходовой преобразователь с активным ограничением
Пассивное ограничение без рассеяния
Рис. 7. Пассивное ограничение без рассеяния
Прямоходовой преобразователь с двумя силовыми ключами
Прямоходовой преобразователь
Мостовой преобразователь
Рис. 8. Мостовой преобразователь
Резонансные преобразователи
Рис. 9. Резонансный полумостовой LLC-преобразователь
Сварочные инверторы. Схемы подключения высокочастотных преобразователей
Система полумост с ШИМ
Резонансный полумост
Ассиметричный или «косой» мост
Полный мост с ШИМ
Резонансный мост
Полный мост с дросселем рассеивания
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: