Трансформаторы импульсных блоков питания

25 Янв 2014     Рубрика: Источники питания

Трансформаторы импульсных блоков питания

 

трансформатор
 

Трансформаторы импульсных блоков питания применяются во многих современных устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры,и широко используются всевозможные виды трансформаторов для таких блоков питания.Назначение импульсных сетевых источников питания,это преобразование сетевого переменного напряжения на входе,в постоянное напряжение на выходе,которое необходимо для питания радиоэлектронных схем.Импульсные блоки питания превосходят обычные источники питания тем,что например-при изготовлении импульсного трансформатора,себестоимость несколько меньше в сравнении с обычным,они имеют большую мощность при небольших габаритах и с высоким коэффициентом полезного действия.


 

Высокий КПД обусловлен тем,что отсутствует обычный силовой трансформатор в схеме,который работает на частоте 50 Гц,и применения стабилизации вторичных напряжений импульсного характера взамен традиционных компенсирующих стабилизаторов бесконечного действия.Принцип работы сетевого импульсного источника питания заключается в том,что входное переменное напряжение он преобразовывает в постоянное за счёт выпрямителя,в котором трансформатор отсутствует и фильтрующего элемента.Выходное отфильтрованное напряжение подаётся на входную часть импульсного стабилизатора,в задачу которого входит преобразование уже выпрямленного напряжения в череду импульсов прямоугольной формы,которые последовательно переходят в постоянное напряжение.

 

В составе импульсного стабилизатора напряжения находится регулирующий элемент работающий в режиме импульса и с его помощью происходит регулировка уровня выходного напряжения путём изменения длительности импульсов.Именно переходящий момент к ключевому режиму работы элемента регулировки,составил высокий коэффициент полезного действия импульсного источника питания.Благодаря ключевому каскаду,который преобразовывает выпрямленное напряжение в прямоугольную форму импульсов,и есть особое отличие и преимущество импульсного блока питания.

 

Стабилизация напряжения в выходной цепи происходит в зависимости от времени перехода ключа в закрытое или открытое состояние,по схеме этот ключ подсоединён непосредственно к первичной цепи импульсного трансформатора,а трансформатор в свою очередь развязывает гальванику между выходом источника питания и первичной обмоткой переменного напряжения.

 

Импульсные источники питания с высокочастотным трансформатором,где ключевой преобразователь выполняет работу в режиме постоянной частоты при повторении импульсов,а длительность импульсов может изменятся с помощью устройства формирования широтной-импульсной модуляции,вот именно такие блоки питания нашли более широкое применение в радиоэлектронике.Как правило в таких источниках питания применяются одно и двухтактные ключевые преобразователи,но коэффициент полезного действия у двухтактных намного выше,чем у однотактных,поэтому разрабатывать мощные однотактные импульсные источники питания нет смысла.

 

Другое дело двухтактные блоки питания,они определяются большой мощностью и высоким коэффициентом полезного действия,до 96 процентов,делятся они на несколько характеризующих их групп,характеризующихся по принципу возбуждения транзисторных ключей и схеме их включения в первичную обмотку трансформатора.По принципу возбуждения преобразователя есть две группы,одна с элементом самовозбуждения,другая имеет независимый внешний источник возбуждения.Самовзбуждающиеся преобразователи,особенно большой мощности,технологически сложны в изготовлении и настройке и цены на приобретаемые материалы высокие,поэтому именно для таких источников питания они мало подходят.

 

Для изготовления импульсных источников питания большой мощности,более всего подходят преобразователи с внешним возбуждением,которые требуют минимальной наладки.По методу включения транзисторных ключей к трансформатору импульсов,подразделяются на три всем известные группы,это мостовая,полу-мостовая и с первичкой трансформатора,у которой есть вывод с обмотки на среднюю точку.Но при всём при этом,в этих схемах импульсного источника питания присутствует опасность нежелательного создание сквозного тока проходящего через транзисторные ключи и первичную обмотку трансформатора,это происходит в то время,когда на одно плечо подаётся открывающее напряжение,а из за инерции другое плечо ещё не закрылось.В такие моменты всегда вступают в работу элементы коммутации в режиме короткого замыкания,как обычно в таких случаях горят мощные высоковольтные транзисторы,может сгореть и первичка импульсного трансформатора.

 

Чтобы избежать подобных неприятностей в выше перечисленных схемах,предпринимаются специальные меры,для того чтобы надёжно закрыть один транзисторный ключ до того момента пока не откроется другой,но с внедрением этих мер мостовые и балластные схемы становятся более сложными,поэтому в технике применяемой в бытовых условиях стали применять импульсные источники питания обратного хода,где длительность включенного транзисторного ключа больше,чем у ключа находящегося в выключенном состоянии,в это время накапливается энергия в трансформаторе и передаётся в нагрузку.Обратно-ходовые трансформаторы по факту обвязываются индуктивными катушками и имеют несколько обмоток или-же включают в цепь линейные дросселя,которые предназначены для накопления электромагнитной энергии и отдачей её в нагрузку,в тоже время они создают развязку в преобразователе.

Rambler's Top100 Яндекс.Метрика