Сравнивая выражения (1Л) и (1.3), можно сделать вывод, что* в схеме на рис. 1.14 значение Lt, необходимое для обеспечения той же выходной мощности, больше, чем в схеме на рис. 1.16. Несмотря на это схема с обратным включением диода находит применение в ВИЭП с выходной мощностью до 100 Вт.

На рис. 1.17 приведена двухтранзисторная схема однотактного преобразователя, на транзисторах которой напряжение не превышает уровня Lbx.

Во всех рассмотренных однотактных преобразователях трансформаторы работают в режиме однополярного перемагничивания по частным гистерезисным циклам. Поэтому сердечники таких трансформаторов изготовляют из феррита с немагнитным зазором или из магнитодиэлектриков, что ведет к существенному увеличению их массы.

Демпфирующая обмотка Wj (см. рис. 1.16) обеспечивает размагничивание сердечника трансформатора только до остаточной индукции и не решает проблемы уменьшения массы преобразователя.

Одним из методов повышения размаха индукции в сердечнике трансформатора однотактного преобразователя является введение в сердечник трансформатора размагничивающего поля, создаваемого размагничивающим током. Такой метод снижает остаточную индукцию эквивалентного гистерезисного цикла сердечника, и средняя магнитная цроницаемость его оказывается более высокой, чем при отсутствии размагничивающего тока.

В работе [(19] описана схема (рис. 1.18) однотактного преобразователя, реализующая этот метод. Во входной цепи преобразо-

Рис. t.J8. Схема однотактного преобразователя напряжения с повышенным диапазоном индукции трансформатора

вателя установлен силовой дроссель Li. При открытом транзисторе VTi сердечник намагничивается током, протекающим по обмотке силового дросселя Li и первичной обмотке трансформатора Wi. Перемагничивание сердечника трансформатора во время выключенного состояния транзистора осуществляется током, протекающим цо демпфирующей обмотке Wj через диод VDi за счет знер-

гии, накопленной в силовом дросселе. Как указано в [il9], размах индукции при использовании сердечника Ш16Х20 из феррита М2000НМ-9 достигал 0,63 Тл.

1.4.3. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

с ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЧАСТОТЫ

НА БАЗЕ ДВУХТАКТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ-ИНВЕРТОРОВ

Двухтактные силовые инверторы напряжения выполняются по ОДНОЙ из следующих схем:

с отводом от средней точки выходного трансформатора (рис. 1.19);

полумостовой с отводом от средней точки емкостного делителя входного напряжения ((рис. 1.20); мостовой (рис. 1.21).

в схеме на рис 1 19 транаисторы VTi и VT переключаются через полупериод, подключая попеременно входное напряжение к одной из полуобмоток трансформатора В сердечнике трансформатора создается переменный магнитный поток, который наводит во вторичной обмотке переменное напряжение прямоугольной формы

Рис. J 19. Схема двухтактного преобразователя напряжения с отводом от средней точки выходного трансформатора

Рис. 1.20. Полумостовая схема двухтактного преобразователя напряжения

Рис. 1.21. Мостовая схема двухтактного преобразователя напряжения

в полумостовой схеме (рис. 1.20) первичная обмотка выходного трансформатора включена между отводом от средней точки емкостного делителя входного напряжения, выполненного на последовательно соединенных конденсаторах Ci и Сг, и точкой соединения последовательно включенных транзисторов VTi и VT2. К первичной обмотке трансформатора прикладывается попеременно половинное входное напряжение, снимаемое с одного из конденсаторов В течение одного полупериода, когда открыт транзистор VT, конденсатор Ci разряжается на первичную обмотку трансформатора, конденсатор Сг в это время заряжается. В другой полупериод, при открытом транзисторе VT2 конденсатор Ci заряжается, конденсатор Сг разряжается

Мостовая схема инвертора (рис 121) отличается от полумостовой тем, что цепь из последовательно соединенных конденсаторов заменена цепью из последовательно соединенных транзисторов. При одновременной коммутации транзисторов, подключенных к различным входным выводам в противоположных плечах моста, к первичной обмотке выходного трансформатора прикладывается входное напряжение С/вх с чередующейся через полупериод полярностью.

Процессы, происходящие в различных двухтактных инверторах, идентичны. После очередной коммутации транзисторов токи в первичной и вторичной обмотках трансформатора, уменьшаясь по значению, сохраняют свое первоначальное направление в течение некоторого интервала времени, так как после переключения транзисторов и смены полярности выходного напряжения ток в нагрузке скачком измениться не может. При этом реактивная энергия, накопленная в нагрузке и трансформаторе, возвращается в систему электроснабжения через открытый транзистор, который оказывается при этом в инверсном режиме. Для обеспечения контура возврата этой энергии в схемы вводятся дополнительные возвратные диоды VDi... VDt, подключаемые параллельно транзисторам. Необходимость применения этих диодов определяется значением коэффициента передачи силовых транзисторов в режиме их инверсного включения

Учитывая, однако, что параметры транзисторов в инверсном включении обычно не оговариваются, упомянутые диоды рекомендуется включать независимо от типа применяемых транзисторов во всех рассмотренных схемах.

Анализ рассмотренных схем двухтактных инверторов показывает, что найряжение на закрытых транзисторах схемы на рис. 1.19 равно 2Ubx, а схем на рис. 1.20 и 1.21 равно f/вх. Однако суммарная расчетная мощность транзисторов [20] для схем на рис. 1.19 и 1.20 одинакова. Отличие состоит в том, что транзисторы на рис. 1.19 коммутируют удвоенное выходное напряжение, а на рис. 1.20 - удвоенный ток нагрузки. В мостовой схеме на рис. 1.21 ток через транзисторы при одинаковой выходной мощности и одинаковом выходном напряжении меньше, чем в схеме на рис. 1.20.

Коэффициент расчетной мощности трансформатора в схеме на рис. 1.19 в 1,21 раза больше, чем в остальных схемах. Это объясняется тем, что трансформатор имеет две половины первичной обмотки, обтекаемые током в течение полупериода, которые наматываются одновременно двумя проводами. Такая намотка необходима для повышения магнитной связи между половинами обмотки с целью уменьшения индуктивности рассеяния трансформатора.