1.4.4. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НА БАЗЕ САМОВОЗВУЖДАЮЩИХСЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Самовозбуждающиеся преобразователи с насыщающимся выходным трансформатором. Самовозбуждающийся преобразователь [25] (рис. 1.24) с насыщающимся трансформатором обеспечивает

"Ж/ ...

Рис. 124. Схема самовозбуждающегося преобразователя с насыщающимся трансформатором

симметрию выходного напряжения и малую длительность фронтов переключения транзисторов. Резистивный датчик тока R3, установленный во входной Цепи автогенератора, включен на вход порогового (Элемента, выполненного на транзисторе VTs. При насыщении сердечника трансформатора возрастает значение входного тока. Пороговый рлемент VTs открывается, подключая входное напряжение через токоограничительные резисторы Ri я к базам шунтирующих транзисторов VTi и VTi, которые открываются и форсированно запирают силовые транзисторы VT2 и VT3. В данной схеме преобразователя достигаются минимальные для используемых транзисторов длительность фронтов переключения и асимм1етрия выходного напряжения, поскольку в смежные полупериоды используются одни и те же датчик тока и пороговое устройство, причем срабатывание последнего происходит при одном и том же токе намагничивания.

Важным достоинством преобразователя является также и то, что при использовании транзисторов с существенно различающимися характеристиками его выходные параметры не изменяются.

В рассматриваемой схеме, как и в схеме Роера, повторяемость частоты преобразования зависит от характеристик магнитопровода трансформатора и определяется разбросом значений индукции насыщения. Обладая существенными преимуществами по сравнению со схемой Роера, данный преобразователь имеет низкий КПД, обусловленный работой трансформатора в режиме насыщения. Поэтому схема преобразователя на рис. 1.24 ,нашла применение в внсоковольтных ИЭП с выходной мощностью до 5 Вт.

Самовозбуждающиеся преобразователи с ненасыщающимся выходным трансформатором. Для исключения режима насыщения выходного трансформатора в схемы самовозбуждающихся преобразователей вводят нелинейные элементы: коммутирующие

- , \

Рис. 1.25. Схема самовозбуждающегося преобразователя с ненасыщающимся выходным трансформатором

Рис. 1.26. Схема самовозбуждающегося преобразователя с коммутирующим дросселем

Трансформаторы, дроссели, 7?С-цепи. Эти элементы обеспечивают переключение транзисторов до момента насыщения выходного трансформатора и определяют частоту коммутации.

На рис. 1.25 показана схема с коммутирующим трансформатором. При подаче входного напряжения один из транзисторов будет открыт (например, VT\), другой {VTi) будет закрыт. Входное напряжение прикладывается к первичной обмотке Wx выходного трансформатора TVi, наводя напряжение во всех его обмотках. На вторичной обмотке насыщающегося трансформатора TVi наводится напряжение, удерживающее транзистор VTi в открытом, а VTi - в закрытом состоянии. При насыщении трансформ:ато-[У pa TVi резко возрастает ток через рези-

мотке трансформатора TVi падает, ток базы транзистора VT\ и запирающее на-Ubf.\-i I 1 11\ 1 I пряжение транзисторй УГг уменьшаются.

Транзистор VTi выходит из режима насыщения, напряжение «а обмотке трансформатора TV\ уменьшается.

D > от Q „„„ На обмотках насыщающегося транс-

Рис. 1.27. Эпюры напряже- , гр-,, г

НИИ и токов в схеме на форматора TVi скачком изменяется по-рис. 1.26. лярность напряжения за счет накоплен-

ной электромагнитной енерши. Транзистор VTi закрывается, VT2 отирываетюя. (Напряжение на обмотках трансформатора TV\ меняет полярность. В таком состоянии схема будет находиться до следующего насыщения трансформатора TV2-

Резисторы ,R2, R3 и конденсатор Ci Обеспечивают надежный запуск преобразователя.

Рассмотрим работу самовозбуждающегося преобразователя с коммутирующим дросселем и высоковольтным трансформатором на выходе, имеющем значительную собственную емкость [26]. На рис. 1.26 изображена принципиальная схема преобразователя, а на рис. 1.27 - эНюры напряжения и токов, поясняющие принцип работы схемы.

В момент to транзистор VTi открыт, входное напряжение приложено к обмотке Wi. Собственная емкость Со высоковольтного трансформатора полиостью заряжена. В интервале to... ti происходит увеличение коллекторного тока открытого транзистора за счет увеличения намагничивающего тока выходного трансформатора и намагничивание дросселя под действием напряжения

где и „ - напряжение на обмотке положительной обратной связи W"о в\

t/ggj- напряжение на переходе база-эмиттер транзистора lTi; Uvdz - напряжение иа открытом диоде VD2.

В момент ti насыщается дроссель Lt. Напряжение U » через диод VD2

и насыщенный дроссель прикладывается непосредственно к переходу база - э.миттер транзистора VTi и запирает его. Однако при закрывании транзистора VTi напряжение на обмотках трансформатора TVi изменяется незначительно, так как трансформатор продолжает перемагничиваться в первоначальном направлении благодаря энергии, накопленной в собственной емкости. Транзистор VTi беспрепятственно закрывается в момент 2 при незначительном изменении его коллекторного напряжения.

В интервале t... транзисторы VT и VT2 закрыты В момент заканчивается разряд емкости Со. Напряжение на коллекторах транзисторов VTi и VT2 становятся равными Ubt и за счет энергии, накопленной в трансформаторе, происходят открывание транзистора VT2 и заряд емкости Со до напряжения противоположной полярности.

В интервале ... ti, под действием положительной обратной связи токи базы « коллектора VT2 увеличиваются. В момент ts заряд собственной емкости заканчивается и транзистор VT2 входит в режим насыщения. Используя многоотводный дроссель Ll, экспериментальным подбором можно выбрать такой режим работы, при котором длительность интервала 2 h, когда оба транзистора закрыты будет минимальной.

Схемы самовозбуждающихся преобразователей с насыщающимся дросселем имеют значительные преимущества по сравнению другими схемами, так как в них практически отсутствуют перенапряжения и динамические потери при переключениях. Это происходит потому, что нарастание и спад коллекторных токов