Гончаров А. - НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА ПОСТРОЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ DC-DC ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÀß (ÑÈËÎÂÀß) ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ

http://www.elcp.ru106106

Òåë.: (095) 925-6047

ÂÍÈÌÀÍÈÅ! Â îäíîé èç ÷àñòåéñâîåãî ïîâåñòâîâàíèÿ àâòîð îáÿçà-òåëüíî ðàñêðîåò ñåêðåòû ñõåìîòåõíè-êè ïðåîáðàçîâàòåëåé, ïðîèçâîäèìûõãðóïïîé êîìïàíèé «ÀëåêñàíäåðÝëåêòðèê». À òàì åñòü ÷òî ïîêàçàòüíîâîãî è èíòåðåñíîãî. Ñëåäèòå çà âû-ïóñêàìè æóðíàëà! Êñòàòè, ÷òîáûïðàâèëüíî ðàññìàòðèâàòü ïðèâîäè-ìûé ìàòåðèàë è ëîãè÷åñêèå ïîñòðîå-íèÿ, Âàì îáÿçàòåëüíî ïîíàäîáÿòñÿâñå âûïóñêè æóðíàëà, ïîêóïàéòå!

Áèáëèîãðàôè÷åñêàÿ ñïðàâêàÃäå åñòü ïîëåçíàÿ èíôîðìàöèÿ ïî

òåîðèè è ïðàêòèêå ïðåîáðàçîâàòåëåé?×üè ôàìèëèè íóæíî èñêàòü â áèáëè-îãðàôèÿõ, â Èíòåðíåòå è ò.ä.?

Ïðåæäå âñåãî: Þ.È. Êîíåâ, Þ.Ê. Çàõà-ðîâ, Þ.È. Äðàáîâè÷, Ô.È. Àëåêñàíäðîâ,Ã.Ñ. Íàéâåëüò, Ë.Í. Øàðîâ, Â.À. Êîññîâ,Æ.À. Ìêðò÷àí, Â.Ñ. Ìîèí, Í.Í. Ëàï-òåâ, Ý.Ì. Ðîìàø, Ã.Í. Ãóëÿêîâè÷, Ë.Å.Ñìîëüíèêîâ, Ñ.Ä. Äîäèê, Ê.Ï. Ïîëÿíèí,Å.Â. Ìàøóêîâ, À.Ã. Ïîëèêàðïîâ, Â.È. Ìå-ëåøèí, Ä.È. Ïàíôèëîâ, Â.À. Êîëîñîâ, Â.Ã.Êîñòèêîâ, Â.À. Ãîëîâàöêèé, À.Â. Ëóêèí,Á.Ñ. Ñåðãååâ, Ë.Ð. Ãóòåð, Þ.Í. Øóâàåâ,È.Ñ. Ãîðÿíñêèé, Á.Â. Êàáåëåâ, Þ.Ô.

Îïàä÷èé, à òàêæå À.À. Áàñ, À.Ñ. Áàñêèí,Ã.À. Áåëîâ, Î.Ê. Áåðåçèí, Â.Ï. Áîðèñîâ,Ì.ß. Áî÷àðíèêîâ, À.Ï. Áóäåííûé, Ñ.Ã. Áó-çûêèí, Ñ.Ñ. Áóêðååâ, Â.Ñ. Âàñèëüåâ, Ã.Ì.Âåäåíååâ, Ã.Ñ. Âåêñëåð, È.À. Âîéòîâè÷,Á.À. Ãëåáîâ, À.Â. Ãîðáà÷, Â.Â. Ãóáàíîâ,Â.Ä. Ãóëûé, Â.Ã. Åðåìåíêî, Ã.Ï. Çàòèêÿí,Â.È. Èâàíîâ-Öûãàíîâ, Á.Í. Èâàí÷óê, À.Ô.Êàäàöêèé, Â.È. Êàäåëü, Â.À. Êàðåëèí,Þ.Ï. Êèíååâ, Â.Ê. Êèðñåé, Â.Ï. Êëèìîâ,È.È. Êîëîñêîâ, Í.Ñ. Êîìàðîâ, È.À. Êðèø-òàôîâè÷, Â.Â. Êðþ÷êîâ, À.Â. Êóíåâè÷,Â.È. Êóðàøîâ, Â.Ñ. Ëåâèíçîí, Ê.Á. Ìà-çåëü, Â.Â. Ìàêàðîâ, Ã.Ì. Ìàëûøêîâ, À.Ã. Ìàðòèðîñîâ, Â.Ï. Ìèëîâçîðîâ, Â.Â. Ìîñèí, À.Ê. Ìóñîëèí, C.Ì. Íåíàõîâ,È.Å. Íèêèòèí, È.Ñ. Îñìàíîâ, Â.È. Îðå-õîâ, Â.À. Îõîòíèêîâ, Â.Ì. Ðàèí÷èê, Þ.Ê.Ðîçàíîâ, Ñ.Ä. Ðóäûê, Â.Â. Ñàçîíîâ, Å.Ô.Ñåðãèåíêî, Í.Í. Ñîëîâüåâ, È.Í. Ñîëîâüåâ,È.Â. Òâåðäîâ, Â.Ì. Òèòêèí, Â.Å. Òóð÷àíè-íîâ, Â.Ì. Òþðèí, Ä.À. Øåâöîâ, Ï.Í. Øåâ-÷åíêî, À.Ê. Øèäëîâñêèé, Â.À. Öèøåâñêèé,Í.Ï. Óçáåðã, Â.È. Õàíäîãèí, ×.È. Õóñàè-íîâ, À.È. Þð÷åíêî, Í.Í. Þð÷åíêî.

ÂÂÅÄÅÍÈÅÇà ïîñëåäíèå 10 ëåò ñèëüíî èçìå-

íèëàñü ýëåìåíòíàÿ áàçà DC/DC-ïðå-

îáðàçîâàòåëåé, ïîÿâèëèñü íîâûå ìà-òåðèàëû. À ãëàâíîå – èçìåíèëèñüïðåäñòàâëåíèÿ î öåëåñîîáðàçíîñòè èñ-ïîëüçîâàíèÿ òåõ èëè èíûõ ñõåì äëÿïîëó÷åíèÿ çàäàííûõ ïàðàìåòðîâ. Èñ-÷åçëà êàòåãîðè÷íîñòü, ïðåäïèñûâàþ-ùàÿ èñïîëüçîâàòü ñòðîãî îïðåäåëåí-íûå ñòðóêòóðû äëÿ êîíêðåòíûõ òèïîâèñòî÷íèêîâ ýëåêòðîïèòàíèÿ. Âîçðîñ-ëî âëèÿíèå ýêîíîìè÷åñêèõ, ðûíî÷-íûõ ôàêòîðîâ íà âûáîð ñõåìû ïðåîá-ðàçîâàòåëÿ. Âñå ýòî ñäåëàëî âîçìîæ-íûì òî, ÷òî åùå â÷åðà êàçàëîñü ïàðà-äîêñàëüíûì è äàæå íåïðàâèëüíûì.

Âîò íåñêîëüêî ïðèìåðîâ:1. Îäíîòàêòíûå ïðåîáðàçîâàòåëè

ñòàëè çàíèìàòü íèøó, òðàäèöèîííîîòâîäèâøóþñÿ äëÿ äâóõòàêòíûõ ïðå-îáðàçîâàòåëåé ìîùíîñòüþ â åäèíèöûÂò – åäèíèöû êÂò.

2. Áëàãîäàðÿ èñïîëüçîâàíèþ âû-ñîêî÷àñòîòíûõ êîíäåíñàòîðîâ áîëü-øîé åìêîñòè îáðàòíîõîäîâûå ïðåîá-ðàçîâàòåëè ñòàëè ïðèìåíÿòüñÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ íèçêèõ íàïðÿæåíèé: 5 è3,3 Â ïðè ìîùíîñòÿõ â äåñÿòêè Âò.

3. Ïðÿìîõîäîâûå ïðåîáðàçîâàòåëèñòàëè óñïåøíî èñïîëüçîâàòüñÿ íà ìà-ëûõ ìîùíîñòÿõ â åäèíèöû Âò.

НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА ПОСТРОЕНИЯИМПУЛЬСНЫХ DC/DC�ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ(ПЕРВЫЙ КЛАСС)Александр Гончаров, к.т.н., главный конструктор ООО «Александер Электрик»,координатор РАПИЭП – Российской ассоциации производителей источников электропитания

На фирму поступают молодые разработчики. Приходится учитьих ремеслу, а иногда и науке. Постепенно молодежь начинает пости�гать азы самого трудного и экзотического раздела электроники –построения источников электропитания. Вложенные знания начина�ют приносить прибыль. Но, как во все времена, молодым хочется всесразу и много, и часть из них уходит туда, где всего кажется больше…И снова начинается обучение. Сказать – возьмите учебники и читай�те – нельзя, вспоминаешь, как сам мучился, выискивая крупицы зна�ний в разнородных объемных изданиях. Да и мэтры энергетическойэлектроники очень давно не радовали отечество новыми учебника�ми (за исключением В.Г. Костикова). Есть и другая сторона этой проб�лемы. Страна может потерять одну из последних оставшихся отрас�лей электроники – энергетическую электронику, если не привлечьвнимание молодежи к увлекательным вопросам построения источ�ников электропитания. Кстати, распространенность источниковэлектропитания и их необходимость в электронных системах делаетспециальность разработчика хлебной и весьма перспективной! Так иродилась идея – на страницах уважаемого журнала в нескольких но�мерах рассказать молодым о схемотехнике импульсных преобразо�вателей одного постоянного напряжения в другое – DC/DC�преоб�разователей. Учитывая нетерпеливость молодых организмов, авторпопытается сделать это без сложных формул, используя простейшиелогические построения.

«Главное объяснить – куда убегаютэлектроны...»


107107«Ýëåêòðîííûå êîìïîíåíòû» ¹6’ 2002

4. Êëàññè÷åñêèå ñòðóêòóðû ñØÈÌ (øèðîòíî-èìïóëüñíîé ìîäóëÿ-öèåé), ïðèçíàííûå áåñïåðñïåêòèâíû-ìè åùå 10 ëåò íàçàä, ñåãîäíÿ ïðîèçâî-äÿòñÿ áîëüøèíñòâîì ôèðì â ìàññî-âûõ ìàñøòàáàõ.

5. Ðåçîíàíñíûå ïðåîáðàçîâàòåëè,êàçàâøèåñÿ âåðõîì «âûñîêî÷àñòîòíî-ãî ñîâåðøåíñòâà», çàíèìàþò ïîêàåùå ñêðîìíûå ðûíî÷íûå íèøè, â êî-òîðûõ îíè ýêîíîìè÷åñêè öåëåñîîá-ðàçíû.

6. Ïëîñêèå òðàíñôîðìàòîðû ñ îá-ìîòêàìè íà ïå÷àòíîé ïëàòå, ãäå âñåñäåëàíî «íåïðàâèëüíî» (äàæå ñèëî-âûå ëèíèè, è òå èäóò íå òóäà è íå òàê,äà è îáìîòêà ïî÷òè âñÿ ñíàðóæè), –íà÷àëè èñïîëüçîâàòüñÿ â ìàññîâîìïðîèçâîäñòâå.

7. Â ïðîòèâîâåñ æåëàíèþ ïîâû-ñèòü íàäåæíîñòü çà ñ÷åò íèâåëèðîâà-íèÿ òåïëîâîãî ïðîôèëÿ â êîíñòðóê-öèè ïðåîáðàçîâàòåëÿ (çàëèâêà, îáùèéðàñïðåäåëåííûé ðàäèàòîð), ïîÿâè-ëîñü áîëüøîå êîëè÷åñòâî îòêðûòûõêîíñòðóêöèé, â êîòîðûõ âûñîêàÿ íà-äåæíîñòü äîñòèãàåòñÿ ïðè çíà÷èòåëü-íûõ ëîêàëüíûõ ïåðåãðåâàõ ïîëóïðî-âîäíèêîâûõ êîìïîíåíòîâ.

8. Ôåððèò, êîòîðûé è â Àôðèêåôåððèò, çà ðóáåæîì îêàçàëñÿ ñîâñåìäðóãèì – ñ áîëüøîé èíäóêöèåé èìåíüøèìè ïîòåðÿìè.

9. Ýëåêòðîííûå êîððåêòîðû ìîù-íîñòè, ñîçäàííûå äëÿ óìåíüøåíèÿ ïî-òåðü è ïîìåõ â ñåòè, êàê îêàçàëîñü,ìîãóò çàíèìàòü ìíîãî ìåñòà, ãåíåðè-ðîâàòü ìíîãî ïîìåõ, óìåíüøàòü îá-ùèé ÊÏÄ èñòî÷íèêà ýëåêòðîïèòàíèÿè â ðÿäå ñëó÷àåâ ïðè òåõ æå ãàáàðè-òàõ çàìåíÿþòñÿ ïðîñòûì è íàäåæíûìäðîññåëåì (êîíå÷íî, ñ «íåïðîñòûì»ñåðäå÷íèêîì).

10. Ïðè ìàññîâîì ðàñïðîñòðàíåíèèèñòî÷íèêîâ áåñïåðåáîéíîãî ýëåêòðî-ïèòàíèÿ ñ ñèíóñîèäàëüíûì âûõîäîì,ìíîãèå íå ìîãóò ïîíÿòü – çà÷åìêîìïüþòåðíîé òåõíèêå ñèíóñîèäàëü-íîå ïèòàþùåå íàïðÿæåíèå?

11. Ïîÿâèëèñü ïîëóïðîâîäíèêî-âûå ìèêðîñõåìû â î÷åíü ìàëåíüêèõêîðïóñàõ ñ íàïðÿæåíèÿìè ïèòàíèÿáîëåå 1000 Â.

È òàê äàëåå... Óëûáàéòåñü.Â îáùåì, ìèð èñòî÷íèêîâ ýëåêòðî-

ïèòàíèÿ ñòàë áîëåå ðàçíîîáðàçíûì.Ïîýòîìó íóæíî âñå âðåìÿ èçó÷àòüîïûò, íàêàïëèâàåìûé ÷åëîâå÷åñòâîì, àèíîãäà è ïîäâåðãàòü ñîìíåíèþ íàèáî-ëåå êàòåãîðè÷íûå óòâåðæäåíèÿ. Íàêî-íåö-òî è â Ðîññèè ñòàíîâèòñÿ ÿñíûì,÷òî îáðàçîâàííûì ìîæíî ñ÷èòàòü ÷åëî-âåêà, êîòîðûé ó÷èòñÿ ïîñòîÿííî, à íåïðîñòî ïîëó÷èâøåãî êîãäà-òî äèïëîì.

Êñòàòè, àâòîð äàâíî è áåçóñïåø-íî ïûòàåòñÿ âûÿñíèòü, çà÷åì â òèïî-

âûõ ðàñ÷åòàõ âûñîêî÷àñòîòíûõòðàíñôîðìàòîðîâ ïðåäïèñûâàåòñÿèñïîëüçîâàòü ïîíÿòèå ãàáàðèòíîéìîùíîñòè è çà÷åì çàäàåòñÿ ïëîò-íîñòü òîêà â ïðîâîäå. Â äåéñòâèòåëü-íîñòè ëþáîé, äàæå ñîâñåì êðîõîò-íûé òðàíñôîðìàòîð íå «ïîíèìàåò»,÷òî òàêîå ìîùíîñòü, – îí «ïîíèìà-åò», ÷òî òàêîå åãî òî÷êà Êþðè è âñå-ãî ëèøü ÷óâñòâóåò òåïëî, êîòîðîåìîæåò áûòü ðàçíûì â çàâèñèìîñòèîò ñèñòåìû åãî îõëàæäåíèÿ. Ìîæíîçàäàòüñÿ îïòèìàëüíîé ïëîòíîñòüþòîêà 2...3 À/ìì2 ïî òèïîâîé òàáëèöåðàñ÷åòíîãî ïîñîáèÿ, à íà ïðàêòèêåóâèäåòü, êàê õîðîøî ìåäíûé ïðî-âîä â âûñîêî÷àñòîòíîì òðàíñôîð-ìàòîðå ðàáîòàåò ñ ïëîòíîñòüþ òîêà20...30 À/ìì2 è áîëåå (ïîëâèòêà,îäèí âèòîê è ò.ï.).

ÎÄÈÍÎ×ÍÛÉ ÎÄÍÎÒÀÊÒÍÛÉÏÐßÌÎÕÎÄÎÂÎÉ ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÒÅËÜ

Íà÷íåì ðàññìîòðåíèå èìïóëüñíûõïðåîáðàçîâàòåëåé ñ îäíîé èç î÷åíüâàæíûõ äëÿ ýíåðãåòè÷åñêîé ýëåêòðî-íèêè ñõåìû – îäèíî÷íîãî îäíîòàêò-íîãî ïðÿìîõîäîâîãî ïðåîáðàçîâà-òåëÿ – äàëåå ÎÏÏ (ðèñ. 1). Ýòî –ýíåðãåòè÷åñêè íàèáîëåå ýôôåêòèâíàÿñòðóêòóðà èñòî÷íèêà ýëåêòðîïèòàíèÿ,ñâîåîáðàçíûé Mersedes Benz (åñëèêîìó íðàâèòñÿ, òî BMW) ñðåäè äðó-ãèõ ñòðóêòóð DC/DC-ïðåîáðàçîâàòå-ëåé. Êñòàòè, íà óäèâëåíèå ìàëî îïè-ñàííûé â ëèòåðàòóðå. Î÷åâèäíî, ðàç-ðàáîò÷èêè – ïðîôè, ðàáîòàþùèå ñïðÿìîõîäîâûìè ïðåîáðàçîâàòåëÿìè,íå ñ÷èòàþò íóæíûì äåëèòüñÿ «òîí-êîñòÿìè» (ñîâñåì êàê ðàçðàáîò÷èêè«Ìåðñåäåñîâ»).

Ñèíèì öâåòîì âûäåëåíû ýëåìåí-òû, êîòîðûå áóäóò ðàññìîòðåíû ïðèäàëüíåéøåì, áîëåå ïðèñòàëüíîì ðàñ-ñìîòðåíèè ÎÏÏ.

Âõîäíîå íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ Uâõïîäàåòñÿ íà ïîñëåäîâàòåëüíî ñîåäè-íåííûå ïåðâè÷íóþ îáìîòêó w1 òðàíñ-ôîðìàòîðà Ò1 è êëþ÷, ðåàëèçîâàí-íûé íà òðàíçèñòîðå VT1. Ïðåäïîëî-æèì, ÷òî êëþ÷ íà ÌÎÏ-òðàíçèñòîðåèäåàëåí, îí áûñòðî – ìãíîâåííî –ïåðåêëþ÷àåòñÿ èç âêëþ÷åííîãî ñîñòî-ÿíèÿ â âûêëþ÷åííîå è íàîáîðîò. Ïà-äåíèå íàïðÿæåíèÿ íà âêëþ÷åííîìÌÎÏ-òðàíçèñòîðå – èñ÷åçàþùå ìàëî.Èñòî÷íèê Uâõ òîæå õîðîø, îí ñòà-áèëüíûé, âûñîêî÷àñòîòíûé, ÷åðåç íå-ãî áåç òðóäà çàìûêàþòñÿ âûñîêî÷àñ-òîòíûå èìïóëüñíûå òîêè ïðåîáðàçî-âàòåëÿ. Äëÿ ïåðåìåííîãî òîêà ìîæíîñ÷èòàòü, ÷òî êëåììû +Uâõ è –Uâõ ýê-âèïîòåíöèàëüíû! À âîò ñ ýëåìåíòàìèÑ2 è w1 íå âñå ïðîñòî.

Íåìíîãî ïîó÷èìñÿÊîíäåíñàòîð Ñ2 ïðåäñòàâëÿåò ñî-

áîé (â íåêîòîðîì ïðèáëèæåíèè) ýêâè-âàëåíòíóþ åìêîñòü âñåõ åìêîñòåé,ïðèâåäåííûõ ê ïåðâè÷íîé îáìîòêå w1òðàíñôîðìàòîðà Ò1:

– ñîáñòâåííîé åìêîñòè îáìîòêè w1;– ïðèâåäåííîé åìêîñòè îáìîòêè

w2;– âûõîäíîé åìêîñòè òðàíçèñòîðà

VT1;– åìêîñòè ìîíòàæà;

è ò.ï., âïëîòü äî åìêîñòè, íàìåðåííîïîñòàâëåííîé ðàçðàáîò÷èêîì.

Â îáùåì, åìêîñòü êîíäåíñàòîðàÑ2 ñóùåñòâóåò âñåãäà, è äëÿ âûñîêî-÷àñòîòíûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ïðåíåá-ðåãàòü åþ íåëüçÿ. Îáìîòêà w1 â ïåð-âîì ïðèáëèæåíèè – ýòî êàòóøêà èí-äóêòèâíîñòè. Äëÿ åìêîñòè è èíäóê-òèâíîñòè (ðèñ. 2) ñàìûå ãëàâíûå çà-êîíû âûðàæåíû â äâóõ ëåãêèõ äëÿ çà-ïîìèíàíèÿ ôîðìóëàõ.

Äëÿ åìêîñòè:

i = C du/dt

Рис. 1. Схема одиночного однотактного прямоходового преобразователя



Òåë.: (095) 925-6047

è äëÿ èíäóêòèâíîñòè:

u = L di/dt.

Ïåðâàÿ ôîðìóëà ãîâîðèò î òîì,÷òî áûñòðûå èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿíà êîíäåíñàòîðå åìêîñòüþ Ñ áóäóòïðèâîäèòü ê î÷åíü áîëüøèì òîêàì÷åðåç êîíäåíñàòîð. Ïðè ïîïûòêå«ìãíîâåííî» ïîäàòü íà êîíäåíñàòîðñêà÷îê íàïðÿæåíèÿ (äàæå î÷åíü ìà-ëåíüêèé) ìû ïîëó÷èì áåñêîíå÷íûéáðîñîê òîêà – ÷òî íà ïðàêòèêå íåâîç-ìîæíî, ò.ê. èñòî÷íèê ïðèêëàäûâàå-ìîé ýíåðãèè êîíå÷åí ïî ñâîèì âîç-ìîæíîñòÿì.

Ïðàâèëî ¹1 – êîíäåíñàòîð«ïðîòèâèòñÿ» èçìåíåíèþ íàïðÿæå-íèÿ íà íåì, ðåàãèðóÿ áðîñêàìè òîêà,ïîýòîìó íàïðÿæåíèå íà êîíäåíñàòî-ðå ìîæíî ìåíÿòü òîëüêî ìåäëåííî,ïëàâíî. Åñëè íà êàêîì-òî èíòåðâàëåâðåìåíè òîê (çàðÿäà èëè ðàçðÿäà)÷åðåç êîíäåíñàòîð ïîñòîÿíåí, òî íà-ïðÿæåíèå íà êîíäåíñàòîðå èçìåíÿåò-ñÿ ëèíåéíî.

Âòîðàÿ ôîðìóëà ïîêàçûâàåò, ÷òîáûñòðûå èçìåíåíèÿ òîêà â êàòóøêåèíäóêòèâíîñòè L áóäóò ïðèâîäèòü êî÷åíü áîëüøèì íàïðÿæåíèÿì íà ýòîéêàòóøêå. Ïðè ïîïûòêå «ìãíîâåííî»èçìåíèòü òîê â êàòóøêå èíäóêòèâ-íîñòè (äàæå íà î÷åíü ìàëåíüêóþ âåëè÷èíó!) ìû ïîëó÷èì ðåàêöèþ –áåñêîíå÷íûé áðîñîê íàïðÿæåíèÿ,÷òî íà ïðàêòèêå íåâîçìîæíî, ò.ê. ýòî íàïðÿæåíèå ïðîáüåò ëþáóþ èçî-ëÿöèþ.

Ïðàâèëî ¹2 – êàòóøêà «ïðîòè-âèòñÿ» èçìåíåíèþ òîêà â íåé, ðåàãè-ðóÿ áðîñêàìè íàïðÿæåíèÿ, ïîýòîìóòîê ÷åðåç êàòóøêó ìîæíî ìåíÿòüòîëüêî ìåäëåííî, ïëàâíî. Åñëè íà êà-êîì-òî èíòåðâàëå âðåìåíè íàïðÿæå-íèå íà êàòóøêå ïîñòîÿííî, òî òîê ÷å-ðåç êàòóøêó èçìåíÿåòñÿ ëèíåéíî.

Òàê êàê èäåàëüíàÿ êàòóøêà èìååòíóëåâîå ñîïðîòèâëåíèå ïîñòîÿííîìóòîêó, òî ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå íàêàòóøêå äîëãî ñóùåñòâîâàòü íå ìî-æåò – ïîéäåò áåñêîíå÷íûé òîê. Ïî-ñêîëüêó ó êîíäåíñàòîðà èìååòñÿ çàçîðìåæäó îáêëàäêàìè, òî ïîñòîÿííûéòîê â êîíäåíñàòîðå äîëãî ñóùåñòâî-âàòü íå ìîæåò – íàêîïèòñÿ áåñêî-íå÷íîå íàïðÿæåíèå, è êîíäåíñàòîðïðîáüåòñÿ. Îòñþäà – åùå äâà ïðàâè-ëà, èëëþñòðèðîâàííûå ðèñ. 3.

Ïðàâèëî ¹3 – â ñëó÷àå ñòàöèî-íàðíîãî ïåðèîäè÷åñêîãî ïðîöåññà ñïåðèîäîì Ò àìïåð-ñåêóíäíàÿ ïëî-ùàäü êîíäåíñàòîðà çà ïåðèîä Ò ðàâíàíóëþ.

Ïðàâèëî ¹4 – â ñëó÷àå ñòàöèî-íàðíîãî ïåðèîäè÷åñêîãî ïðîöåññà ñïåðèîäîì Ò âîëüò-ñåêóíäíàÿ ïëîùàäü

êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè çà ïåðèîä Òðàâíà íóëþ. Ò.å. ïëîùàäè, îáîçíà-÷åííûå «+» è «–», äîëæíû áûòüñòðîãî ðàâíû.

Ê ðàäîñòè ëþáèòåëåé âñÿêèõ «çà-ìîðî÷åê», òðàíñôîðìàòîð – ýòî íåîäíà êàòóøêà, à ïî êðàéíåé ìåðåäâå. Îí èìååò ìàãíèòîïðîâîä – ñåð-äå÷íèê, îáëàäàþùèé íàïðÿæåí-íîñòüþ ìàãíèòíîãî ïîëÿ Í è èíäóê-öèåé Â. ×òî èç íèõ ïåðâè÷íî, à ÷òîâòîðè÷íî, – âîïðîñ çàïóòàííûé,ïðèìåðíî òàê æå, êàê è ñ ïîíÿòèÿìèòîêà è íàïðÿæåíèÿ. Â îáùåì – áû-âàåò «è òàê, è ýòàê». Åñëè ïðåäñòà-âèòü, ÷òî â êàòóøêå ñ êîëè÷åñòâîìâèòêîâ w ïðîòåêàåò òîê I, òî â çàìê-íóòîì ìàãíèòîïðîâîäå ñ äëèíîéñðåäíåé ëèíèè l ðîæäàåòñÿ ìàãíèò-íûé ïîòîê Í = w I/l (ðèñ. 4). Â ðå-çóëüòàòå â ñåðäå÷íèêå ðàçâèâàåòñÿèíäóêöèÿ B. Îíà (êàê è Í) – ñâèäå-òåëüñòâî íàëè÷èÿ ìàãíèòíîãî ïîòîêà,êîòîðûé ïðîõîäèò ÷åðåç îáìîòêè w1è w2 è ðîæäàåò ÝÄÑ, ðàâíóþ íàïðÿ-æåíèþ íà ïåðâè÷íîé îáìîòêå w1, åñëè ÷èñëî âèòêîâ â îáìîòêàõ w1 èw2 îäèíàêîâî (ïðè ðàçíîì ÷èñëåâèòêîâ – ïðîïîðöèîíàëüíóþ îòíîøå-íèþ ÷èñëà âèòêîâ).

Âîò òóò è íà÷èíàåòñÿ ñàìîå çàïó-òàííîå è íåïîíÿòíîå. Åñëè ïåðâè÷íàÿîáìîòêà çàìêíóòà íà èñòî÷íèê âõîä-íîãî íàïðÿæåíèÿ, à âòîðè÷íàÿ – íàíàãðóçêó òðàíñôîðìàòîðà, òî òîêè I1è I2 ðîæäàþò â ñåðäå÷íèêå ìàãíèòíûåïîòîêè, êîòîðûå óíè÷òîæàþò äðóãäðóãà! Âîò âåäü ïîäëîñòü. Ê ñ÷àñòüþ,ïî ïåðâè÷íîé îáìîòêå (ïåðâè÷íîé ïîîòíîøåíèþ ê íàïðàâëåíèþ ïðîõîæäå-íèÿ ýíåðãèè!) âñåãäà ïðîõîäèò äîïîë-íèòåëüíûé, ÷àñòî – î÷åíü íåáîëüøîéòîê – i , ýòî – òîê íàìàãíè÷èâàíèÿ.Îí-òî è íàìàãíè÷èâàåò, è ïåðåìàãíè-÷èâàåò ñåðäå÷íèê! Ýòî è åñòü «ãëàâ-íûé ãåðîé» òðàíñôîðìàòîðà. Áåç íåãîòðàíñôîðìàòîð ïðîñòî íå ðàáîòàåò.Èìåííî áëàãîäàðÿ ýòîìó òîêó ïðîèñ-õîäèò äâèæåíèå ðàáî÷åé òî÷êè ñåð-äå÷íèêà òðàíñôîðìàòîðà ïî êðèâîéíàìàãíè÷èâàíèÿ. Ò.å. ïðè îäèíàêî-âûõ âèòêàõ w1 è w2 I1 = I2 (ðèñ. 5),è íàìàãíè÷èâàíèå òðàíñôîðìàòîðàíå çàâèñèò îò òîãî, êàêîé ðàáî÷èéòîê èäåò ÷åðåç îáìîòêè: 1 À, 10 Àèëè äàæå 100 À. Âñå ðàâíî ðàáî÷èåòîêè ñîçäàþò âçàèìíî óíè÷òîæàþùè-åñÿ ìàãíèòíûå ïîòîêè. Ãëàâíîå – êà-êèì áóäåò i . À òîê íàìàãíè÷èâàíèÿi îïðåäåëÿåòñÿ ïî âûøåïðèâåäåííîéôîðìóëå äëÿ èíäóêòèâíîñòè, ò.å. èí-äóêòèâíîñòüþ ïåðâè÷íîé îáìîòêè L èâåëè÷èíîé è ôîðìîé ïðèëîæåííîãî êïåðâè÷íîé îáìîòêå íàïðÿæåíèÿ: i = = 1/L u dt. Åñëè íàïðÿæåíèå, ïðè-ëîæåííîå ê ïåðâè÷íîé îáìîòêå, ïî-

Рис. 3. Ампер�секундная характеристикаконденсатора и вольт�секунднаяхарактеристика катушки индуктивности

Рис. 4. Кривая намагничиваниятрансформатора

Рис. 5. Токи и напряжения в обмоткахтрансформатора

∫

Рис. 2. Токи и напряжения вконденсаторе и в катушке индуктивности



ñòîÿííî, òî i íàðàñòàåò ëèíåéíî ïîïèëîîáðàçíîìó çàêîíó.

Âíèìàíèå! Åñëè â îáû÷íîé êàòóø-êå èíäóêòèâíîñòè òîê íå ìîæåò èçìå-íÿòüñÿ ñêà÷êîì, òî ðàáî÷èé òîê â ëþ-áîé îáìîòêå òðàíñôîðìàòîðà – ìî-æåò, åñëè â äðóãîé îáìîòêå èìååòñÿñêà÷îê òîêà, íàïðàâëåííûé íà ñîõðà-íåíèå îáùåãî ìàãíèòíîãî ïîòîêà âñåðäå÷íèêå. Äðóãèìè ñëîâàìè, â êà-òóøêå èíäóêòèâíîñòè – â òðàíñôîð-ìàòîðå – ðàáî÷èé òîê ìîæåò «ïåðåñ-êàêèâàòü» èç îäíîé îáìîòêè â äðóãóþ!

Ñàìîå âàæíîå ðàñ÷åòíîå ñîîò-íîøåíèå â òðàíñôîðìàòîðå – ýòî: U1 I1 = U2 I2. Îíî ñëåäóåò èç òîãî,÷òî ÊÏÄ òðàíñôîðìàòîðà ïðàêòè÷åñ-êè ðàâåí åäèíèöå. U2/U1 = I1/I2 = = w2/w1 = N – êîýôôèöèåíò òðàíñ-ôîðìàöèè.

Íà ïåðâûé ðàç äîñòàòî÷íî.Ïðîäîëæèì ðàññìîòðåíèå ðàáî-

òû ÎÏÏ.Ñõåìà óïðàâëåíèÿ ÑÓ1 ïîäàåò íà

çàòâîð ÌÎÏ-òðàíçèñòîðà VT1 óïðàâ-ëÿþùèå èìïóëüñû (ðèñ. 6à), âåëè÷è-íà êîòîðûõ äîñòàòî÷íà äëÿ íàäåæíî-ãî îòêðûâàíèÿ òðàíçèñòîðà VT1. Ïå-ðèîä ñëåäîâàíèÿ èìïóëüñîâ – Ò. Äëè-òåëüíîñòü êàæäîãî èìïóëüñà ðàâíà tÈ = @Ò, ãäå @ – ýòî êîýôôèöèåíòçàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ. Â îòíîñèòåëü-íûõ åäèíèöàõ, ïðèíÿâ ïåðèîä ðàâ-íûì åäèíèöå, Ò = 1, @ ñòàíåò îòíîñè-òåëüíîé äëèòåëüíîñòüþ èìïóëüñà.Êñòàòè, ïî÷åìó àâòîð îáîçíà÷èëäëèòåëüíîñòü èìïóëüñà «ñîáàêîé», àíå îáùåïðèíÿòîé «ãàììîé», áóäåòîáúÿñíåíî â ñëåäóþùåì æóðíàëå.

Ïðè îòêðûòîì òðàíçèñòîðå VT1ïåðâè÷íàÿ îáìîòêà òðàíñôîðìàòîðàw1 ïîäêëþ÷åíà ê èñòî÷íèêó âõîäíîãîíàïðÿæåíèÿ Uâõ. Òèïè÷íàÿ îñöèëëî-ãðàììà íà ñòîêå òðàíçèñòîðà VT1ïðèâåäåíà íà ðèñ. 6á. Â òå÷åíèå âðå-ìåíè @ íà îáìîòêå w1 è êîíäåíñàòî-ðå Ñ2 ñóùåñòâóåò ïîñòîÿííîå íàïðÿ-æåíèå Uâõ (ðèñ. 6â). Ïîëÿðíîñòüíàïðÿæåíèÿ íà îáìîòêàõ òðàíñôîð-ìàòîðà è íà êîíäåíñàòîðå Ñ2 ïðèâå-äåíà íà ðèñ. 1.

Íà âòîðè÷íîé îáìîòêå òðàíñôîð-ìàòîðà w2 â òå÷åíèå @ ñóùåñòâóåò òà-êîå æå ïî ôîðìå íàïðÿæåíèå Uw2,èìåþùåå âåëè÷èíó â ñîîòâåòñòâèè ñêîýôôèöèåíòîì òðàíñôîðìàöèè.

Â òå÷åíèå @ â òî÷êå À, êóäà ïðî-õîäèò òîëüêî ïîëîæèòåëüíàÿ ÷àñòüíàïðÿæåíèÿ, èìåþòñÿ ïðÿìîóãîëüíûåèìïóëüñû. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî åì-êîñòü êîíäåíñàòîðà Ñ1 äîñòàòî÷íî âå-ëèêà, ÷òîáû ìîæíî áûëî ïðåíåáðå÷üïóëüñàöèÿìè íàïðÿæåíèÿ íà íåì,ñëåäîâàòåëüíî, íàïðÿæåíèå íà íà-ãðóçêå ñòàáèëüíî è íåèçìåííî. Î÷å-âèäíî, ÷òî ê äðîññåëþ L1 ïðèëîæåíî

íàïðÿæåíèå â âèäå ðàçíèöû àìïëè-òóäû ïðÿìîóãîëüíîãî èìïóëüñà â òî÷-êå À è ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ íàíàãðóçêå.

Â ñîîòâåòñòâèè ñ ôîðìóëîé äëÿèíäóêòèâíîñòè, òîê ÷åðåç äðîññåëü L1 çà âðåìÿ @ ëèíåéíî âîçðàñòàåò(ðèñ. 6ã). Òàê êàê â ýòî âðåìÿ òîêäðîññåëÿ ïðîõîäèò ÷åðåç îáìîòêó w2,òî òàêîé æå íàðàñòàþùèé òîê ñóùåñò-âóåò è â îáìîòêå w1. Èíûìè ñëî-âàìè, çà âðåìÿ @ òîê òðàíçèñòîðàVT1 ëèíåéíî âîçðàñòàåò (ðèñ. 6ä,6å), è âîçðàñòàíèå ýòî â ïåðâóþ î÷åðåäü âûçâàíî íàðàñòàíèåì òîêàäðîññåëÿ L1 (òîíêàÿ ñèíÿÿ ëèíèÿ íàðèñ. 6ä, 6å).

Êðîìå òîãî, êàê óêàçûâàëîñü âû-øå, ïðè ïðèëîæåíèè ïîñòîÿííîãîíàïðÿæåíèÿ ê ïåðâè÷íîé îáìîòêå w1òðàíñôîðìàòîðà â íåé áóäåò íàðàñ-òàòü òîê íàìàãíè÷èâàíèÿ i , åãî âåëè-÷èíó ìîæíî âû÷èñëèòü ïî ôîðìóëåäëÿ èíäóêòèâíîñòè. Ïîýòîìó íà ðèñ.6ä, 6å ïîêàçàí áîëåå êðóòîé «ñêîñ»âåðøèíû èìïóëüñà, ÷åì ýòî îáóñëîâ-ëåíî íàðàñòàíèåì òîêà äðîññåëÿ L1.

Ïðè âûêëþ÷åíèè òðàíçèñòîðà VT1âî âðåìÿ @ ïðîèñõîäÿò ìãíîâåííûå(â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè) è ïëàâíûåïðîöåññû.

Âûêëþ÷åíèå è ñïàä òîêà òðàíçèñ-òîðà VT1 ïðîèñõîäèò «ìãíîâåííî».Óñëîâíî ìãíîâåííî (ïðàâèëüíî –î÷åíü áûñòðî) ðàçðÿæàåòñÿ äî íóëÿêîíäåíñàòîð Ñ2, òàê êàê â ýòîò ìî-ìåíò âðåìåíè îí îòäàåò áîëüøîé ðà-áî÷èé òîê îáìîòêå w1 (ò.å. êðàòêîâðå-ìåííî âûïîëíÿåò ðîëü èñòî÷íèêàâõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ). Ìãíîâåííûììîæíî ñ÷èòàòü è çàêðûâàíèå ïðÿìîãîäèîäà VD1 âñëåäñòâèå ñíÿòèÿ ñèãíàëàñ îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà w2 è «ïå-ðåïðûãèâàíèÿ» ðàáî÷åãî òîêà (îí æåòîê äðîññåëÿ L1) èç âòîðè÷íîé îáìîò-êè w2 â îáâîäíîé äèîä VD2. Äàëüøåïî âðåìåíè òîê äðîññåëÿ áóäåò çàìû-êàòüñÿ ÷åðåç VD2.

Ïëàâíûì ÿâëÿåòñÿ è ïðîöåññ ïðî-òåêàíèÿ òîêà ÷åðåç äðîññåëü L1 – òîêïðîñòî íå èçìåíÿåòñÿ. È ñàìîå ãëàâ-íîå – íåèçìåííûì â ýòîò ìîìåíò áó-äåò è òîê íàìàãíè÷èâàíèÿ òðàíñôîð-ìàòîðà i , êîòîðûé ïðîòåêàåò ÷åðåçïåðâè÷íóþ îáìîòêó òðàíñôîðìàòîðàw1 êàê ÷åðåç «÷èñòóþ» èíäóêòèâ-íîñòü Lm è ñêà÷êîì èçìåíèòüñÿ íåìîæåò. Ïîýòîìó íà ðèñ. 6å ïîêàçàíî,÷òî â ìîìåíò âðåìåíè @ òîê â w1ñêà÷êîì ñïàäàåò äî ïîëîæèòåëüíîéâåëè÷èíû +Im.

Ïîñëå îòðåçêà âðåìåíè @ íàïðÿ-æåíèå íà îáìîòêå w1 ìåíÿåò ñâîéçíàê (ðèñ. 6â). Ýòî ïðîèñõîäèò ïîòî-ìó, ÷òî òîê íàìàãíè÷èâàíèÿ òðàíñ-ôîðìàòîðà i ïëàâíî íà÷èíàåò ïåðå-

çàðÿæàòü êîíäåíñàòîð Ñ2, îò÷åãî ïî-ëÿðíîñòü íàïðÿæåíèÿ íà êîíäåíñàòî-ðå Ñ2 è íà îáìîòêå w1 ìåíÿåò ñâîéçíàê. Â ýòî âðåìÿ ïðÿìîé äèîä VD1çàêðûò, è â ðåçóëüòàòå âñÿ âûõîäíàÿ÷àñòü ÎÏÏ îòêëþ÷åíà îò òðàíñôîð-ìàòîðà (òðàíçèñòîð VT1 îòêëþ÷èëñÿåùå ðàíüøå). Òðàíñôîðìàòîð ñòàíî-âèòñÿ «ñâîáîäíûì» è ïðåäñòàâëÿåòñîáîé âûñîêîäîáðîòíóþ êîëåáàòåëü-íóþ ñèñòåìó. Ïðåäñòàâèì òðàíñôîð-ìàòîð â âèäå ðåçîíàíñíîãî êîëåáà-òåëüíîãî êîíòóðà èç èíäóêòèâíîñòèïåðâè÷íîé îáìîòêè L è åìêîñòè êîí-äåíñàòîðà Ñ2. Ïîñêîëüêó â èíäóêòèâ-íîñòè îáìîòêè L íà ìîìåíò âðåìåíè@ çàäàí òîê Im, ýòîò òîê ôîðìèðóåòïîëîâèíó ñèíóñîèäû (ðèñ. 6â), ïåðå-çàðÿæàÿ êîíäåíñàòîð Ñ2. Äëèòåëü-íîñòü îñíîâàíèÿ ýòîé «ïîëîâèíêè»ñèíóñîèäû âñåãäà áóäåò ïîñòîÿííà,ïîñêîëüêó ýòî ïîëîâèíà ïåðèîäà ÷àñ-òîòû ðåçîíàíñíîãî êîíòóðà L–C2.

Åñòåñòâåííî, òàêàÿ æå, íî îòðèöà-òåëüíàÿ ïî çíàêó ïîëîâèíà ñèíóñîè-äû áóäåò íà âòîðè÷íîé îáìîòêå w2. Âýòî âðåìÿ ê äðîññåëþ L1 ïðèëîæåíîïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå, ðàâíîå âû-õîäíîìó íàïðÿæåíèþ ÎÏÏ (ïàäåíè-åì íàïðÿæåíèÿ íà îáâîäíîì äèîäåVD2 ïðåíåáðåãàåì). Â ñîîòâåòñòâèè ñ

Рис. 6. Управляющие импульсы со схемыуправления



Òåë.: (095) 925-6047

ôîðìóëîé äëÿ èíäóêòèâíîñòè, òîê âL1 ëèíåéíî ñïàäàåò (ðèñ. 6ã). Âèäíî,÷òî â ðåçóëüòàòå ïåðèîäè÷åñêîãî ïî-âòîðåíèÿ ïðîöåññîâ òîê äðîññåëÿ L1íåïðåðûâåí è èìååò ïèëîîáðàçíóþôîðìó. Ïîñêîëüêó ïðè ñòàöèîíàðíîìïðîöåññå ïîñòîÿííûé òîê ÷åðåç êîí-äåíñàòîð Ñ2 ïðîòåêàòü íå ìîæåò(ïðàâèëî ¹3), äåëàåì âûâîä – ñðåä-íèé òîê äðîññåëÿ L1 – ýòî âñåãäà òîêíàãðóçêè Iâûõ. Åñëè w1 ðàâíî w2, òîìîæíî ìûñëåííî íàíåñòè òîê äðîñ-ñåëÿ ñ åãî èñòèííîé âåëè÷èíîé íàãðàôèêè – ðèñ. 6ä, 6å (ïóíêòèðíàÿëèíèÿ).

Âåðíåìñÿ ê ñèíóñîèäå. Åñëè áîëüøåíå âêëþ÷àòü òðàíçèñòîð VT1 ïîñëå ìî-ìåíòà @, òî ñèíóñîèäà (ðåçîíàíñíûéïðîöåññ) ïðîäîëæàëàñü áû äîñòàòî÷íîäîëãî, ìåäëåííî çàòóõàÿ, ò.ê. ïîòåðè âîáìîòêàõ, êîíäåíñàòîðå Ñ2 è ñåðäå÷íè-êå òðàíñôîðìàòîðà Ò1 íåâåëèêè. Îäíà-êî, «ïîïûòêà» ñèíóñîèäû (êàê áóäòîîíà æèâàÿ!) ïåðåñå÷ü îñü àáñöèññ è«ïðîÿâèòü» ïîëîæèòåëüíóþ ïîëÿð-íîñòü ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî íà îáìîòêåw2 ïîÿâëÿåòñÿ ïîëîæèòåëüíîå íàïðÿ-æåíèå (êàê íà ðèñ. 1), è ïðÿìîé äèîäVD1 íà÷èíàåò îòêðûâàòüñÿ. Â ðåçóëü-òàòå îòêðîþòñÿ îáà äèîäà – VD1 èVD2, ñâîèìè íåáîëüøèìè äèôôåðåí-öèàëüíûìè ñîïðîòèâëåíèÿìè ôàêòè-÷åñêè çàøóíòèðóþò îáìîòêó w2 è äàëü-øå – ÷åðåç ìàãíèòíóþ ñâÿçü â òðàíñ-ôîðìàòîðå Ò1 – è îáìîòêó w1. Ïîýòî-ìó ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ ïåðâîé ïîëóâîë-íû ñèíóñîèäû íà ãðàôèêå íàïðÿæåíèÿíà îáìîòêàõ w1 è w2 ïîÿâëÿåòñÿ ñâîå-îáðàçíàÿ ãîðèçîíòàëüíàÿ «ïîëî÷êà»,äëÿùàÿñÿ äî ìîìåíòà âðåìåíè Ò.

Íó à ÷òî æå ïðîèñõîäèò ñ íàøèìãëàâíûì ãåðîåì, «âëàñòåëèíîì êî-

ëåö» (àâòîð èìååò â âèäó çàìêíóòóþêîíôèãóðàöèþ ìàãíèòîïðîâîäà) – òî-êîì íàìàãíè÷èâàíèÿ i ?

Êàê óæå óêàçûâàëîñü, îí ïîðîæäà-åò ðåçîíàíñíûé ïðîöåññ ïîñëå îòðåçêàâðåìåíè @. Òîê i ïåðåçàðÿæàåò êîí-äåíñàòîð Ñ2 äî ìàêñèìàëüíîãî çíà÷å-íèÿ – àìïëèòóäû ñèíóñîèäû – è äà-ëåå, áëàãîäàðÿ òîìó, ÷òî êîíäåíñàòîðÑ2 íà÷èíàåò îòäàâàòü çàðÿä â èíäóê-òèâíîñòü îáìîòêè w1, è ýòîò òîê íà÷è-íàåò ïðîòåêàòü ÷åðåç w1 â îáðàòíóþñòîðîíó. Òàêîå èçìåí÷èâîå ïîâåäåíèåi ëåãêî îáúÿñíèòü ôîðìóëîé äëÿ èí-äóêòèâíîñòè – åñëè íàïðÿæåíèå íà êà-òóøêå èíäóêòèâíîñòè – ñèíóñîèäà, òîòîê – êîñèíóñîèäà (ðèñ. 6æ). Òîê iïðîõîäèò ÷åðåç íîëü, êîãäà ñèíóñîèäàíàïðÿæåíèÿ èìååò ïðîèçâîäíóþ, ðàâ-íóþ íóëþ. Ëåãêî ïðåäïîëîæèòü, ÷òîïðè áîëüøîé äîáðîòíîñòè êîíòóðàL–C2 (èëè, êàê ãîâîðÿò, ïðè ìàëîìäåêðåìåíòå çàòóõàíèÿ) íà÷àëüíûé òîê +Im ðàâåí êîíå÷íîìó òîêó –Im(ðèñ. 6æ) (ïðîèçâîäíûå íàïðÿæåíèÿðàâíû è ïðîòèâîïîëîæíû ïî çíàêó).

Äàëåå, êîãäà áëàãîäàðÿ âûøåóêà-çàííîìó êîðîòêîìó çàìûêàíèþ îá-ìîòêè w1 ñèíóñîèäà «îêîí÷èëàñü»,ïðîèñõîäèò «êîíñåðâàöèÿ» òîêà –Imäî ìîìåíòà âðåìåíè Ò = 1. ×òî òàêîå«êîíñåðâàöèÿ»? Âñïîìíèòå, ÷òî äëÿLR-öåïè ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè – ýòî íåïðèâû÷íàÿ τ = RC (êàê äëÿ êîíäåíñà-òîðà), à τ = L/R. Òî åñòü ïðè ñòðåìÿ-ùåìñÿ ê íóëþ R ïîñòîÿííàÿ âðåìåíèðåçêî âîçðàñòàåò, ñòðåìÿñü ê áåñêî-íå÷íîñòè. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî åñëè êà-òóøêó èíäóêòèâíîñòè, ïî êîòîðîéïðîòåêàë òîê, çàìêíóòü íàêîðîò-êî, òî òîê áóäåò ñîõðàíÿòüñÿ â êàòóøêå î÷åíü äîëãî – çàêîíñåðâè-ðóåòñÿ!

Òàêèì îáðàçîì, óâàæàåìûé ÷èòà-òåëü, ìû øàã çà øàãîì äîêàçàëè, ÷òîê íà÷àëó âêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðà òîêíàìàãíè÷èâàíèÿ èìååò îòðèöàòåëü-íóþ âåëè÷èíó, ðàâíóþ ïî àáñîëþòíî-ìó çíà÷åíèþ ïîëîæèòåëüíîé âåëè÷è-íå Im íà ìîìåíò îêîí÷àíèÿ èìïóëüñàîòêðûòîãî ñîñòîÿíèÿ òðàíçèñòîðàVT1. À ýòî óæå ñåðüåçíî. Ïðîèñõî-äèò çàìå÷àòåëüíîå, íîâîå äëÿ íàñ ÿâ-ëåíèå – êàêîé áû íè áûëà äëèòåëü-íîñòü ðàáî÷åãî èìïóëüñà, òîê íàìàã-íè÷èâàíèÿ ñàì íàéäåò ñåðåäèíó èì-ïóëüñà è èìåííî â ýòîì âîëøåáíîììåñòå ïåðåñå÷åò íîëü (ðèñ. 6æ) –îòêðûòèå!

Äëÿ áîëåå ñåðüåçíûõ (â ñìûñëåâîçðàñòà) ÷èòàòåëåé áóäåò èíòåðåñåíâûâîä àâòîðà.

Ìàãíèòîïðîâîä òðàíñôîðìàòîðàâ ïðèâåäåííîì îäíîòàêòíîì ïðåîáðà-çîâàòåëå íàïðÿæåíèÿ ïåðåìàãíè÷è-âàåòñÿ ïî ñèììåòðè÷íîé ïåòëå ãèñòå-ðåçèñà, èñïîëüçóÿ ìàêñèìàëüíî âîç-

ìîæíûé äèàïàçîí èíäóêöèè (ðèñ. 4).Êîíå÷íî – ïðè ïðèíÿòûõ âûøå äîïó-ùåíèÿõ è îïðåäåëåííîì íàìåðåíèèñòðîèòåëÿ èìïóëüñíîãî ïðåîáðàçîâà-òåëÿ. À ïîêà ÷òî äàâàéòå çàïèøåìýòîò âûâîä â ÷èñëî íàøèõ ïàðàäîêñîâ(âî ìíîãèõ ó÷åáíèêàõ óòâåðæäàåòñÿäðóãîå).

Â òî÷êå À (ðèñ. 1) ïðèñóòñòâóþòïðÿìîóãîëüíûå èìïóëüñû (ðèñ. 6ç),êàæäûé èç êîòîðûõ – ýòî ôàêòè÷åñêèíàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ íà âõîäå Uâõ,ïåðåäàííîå ÷åðåç òðàíñôîðìàòîð èïðÿìîé äèîä VD1, èìåþùèé î÷åíüìàëîå äèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâ-ëåíèå. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî îáâîäíîé äèîäVD2 (îòêðûòûé íà ýòàïå ïàóçû ðàáî-òû VT1) òàêæå èìååò î÷åíü ìàëîåäèôôåðåíöèàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå,ìîæíî óòâåðæäàòü, ÷òî òî÷êà À –«óñëîâíûé» âûõîä ãåíåðàòîðà íàïðÿ-æåíèÿ. Â ýòîì ñëó÷àå âûõîäíîéôèëüòð L1, Ñ1 ìîæíî ñ÷èòàòü èíòåã-ðàòîðîì, âûäåëÿþùèì ñðåäíþþ ñî-ñòàâëÿþùóþ èç èìïóëüñíîãî íàïðÿ-æåíèÿ. Òàê ôîðìèðóåòñÿ âûõîäíîåíàïðÿæåíèå íà íàãðóçêå Uâûõ = = @UâõN (ýòî, êñòàòè, íàçûâàåòñÿ ðå-ãóëèðîâî÷íîé õàðàêòåðèñòèêîé). Ëåã-êî çàìåòèòü, ÷òî ïðè ïîñòîÿííûõâõîäíîì íàïðÿæåíèè è êîýôôèöèåí-òå òðàíñôîðìàöèè N ìîæíî ìåíÿòüâûõîäíîå íàïðÿæåíèå, èçìåíÿÿ êîýô-ôèöèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ @.

Òàê êàê â äàííîì èíòåãðàòîðåïî÷òè íåò ïîòåðü, âèäíî, ÷òî ÎÏÏîáëàäàåò çàìå÷àòåëüíûì ñâîéñòâîì –îí äàæå áåç âñÿêèõ ñòàáèëèçèðóþ-ùèõ îáðàòíûõ ñâÿçåé èìååò î÷åíü íå-áîëüøîå âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå,ò.å. ïî îòíîøåíèþ ê íàãðóçêå îáëàäà-åò î÷åíü ïîëåçíûìè ñâîéñòâàìè ãåíå-ðàòîðà íàïðÿæåíèÿ (ïîýòîìó è «Ìåð-ñåäåñ»).

Âñå âûøåñêàçàííîå îòíîñèòåëüíîâûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñïðàâåäëèâî,ïîêà òîê äðîññåëÿ L1 íåðàçðûâåí.Îáðàòèòå âíèìàíèå íà ðèñ. 6ã. Åñëèóìåíüøàòü òîê íàãðóçêè Iâûõ, ïèëîîá-ðàçíàÿ êðèâàÿ òîêà äðîññåëÿ L1, íåèçìåíÿÿñü ïî ôîðìå, áóäåò îïóñêàòü-ñÿ âñå íèæå è íèæå, ïîêà íå êîñíåò-ñÿ íèæíèìè âåðøèíêàìè îñè àáñ-öèññ, ò.å. òîê äðîññåëÿ L1 â íèæíèõâåðøèíêàõ áóäåò ðàâåí íóëþ. Ýòîòðåæèì äðîññåëÿ L1, äà è âñåãî ÎÏÏíàçûâàåòñÿ ãðàíè÷íûì, äî ýòîãî ìî-ìåíòà âûïîëíÿåòñÿ óñëîâèå Uâûõ = = @UâõN. Äàëüíåéøåå óìåíüøåíèåòîêà íàãðóçêè ïðèâåäåò ê òîìó, ÷òîíà êðèâîé òîêà äðîññåëÿ L1 ïîÿâÿòñÿó÷àñòêè ñ íóëåâûì òîêîì – «ðàçðû-âû» (ðèñ. 7à). Íà ðèñ. 7á, 7â ïðèâå-äåíû äèàãðàììû òîêîâ ÷åðåç òðàí-çèñòîð VT1 è ÷åðåç îáìîòêó w1. Âðåçóëüòàòå ðàçðûâà òîêà äðîññåëÿL1, ò.å. íà÷èíàÿ ñ ìîìåíòà, êîãäà òîê

Рис. 7. Диаграммы токов и напряжений вэлементах ОПП с неразрывным токомдросселя



äðîññåëÿ L1 ñòàíåò ðàâíûì íóëþ(ò.å. êîãäà çàêðîåòñÿ îáâîäíîé äèîäVD2), êîðîòêîå çàìûêàíèå w2 ÷åðåçVD1 è VD2 èñ÷åçíåò, è òîê i áîëü-øå íå áóäåò «êîíñåðâèðîâàòüñÿ». Àá-ñîëþòíàÿ âåëè÷èíà i íà÷íåò óìåíü-øàòüñÿ âïëîòü äî ìîìåíòà âðåìåíè Ò = 1, ðèñ. 7ã. Ïîýòîìó îòêðûâàíèåòðàíçèñòîðà VT1 ïðîèçîéäåò ïðèìåíüøåì ïî àáñîëþòíîé âåëè÷èíå òî-êå –Im, è íàðàñòàòü òîê i çà âðåìÿîòêðûòîãî ñîñòîÿíèÿ òðàíçèñòîðàVT1 áóäåò äî áîëüøåé âåëè÷èíû+Im. Âñå ýòî ïðèâåäåò ê ñìåùåíèþòðàåêòîðèè íàìàãíè÷èâàíèÿ ñåðäå÷-íèêà ââåðõ è åå ïðèáëèæåíèþ êó÷àñòêó íàñûùåíèÿ. Ýòî – îòðèöà-òåëüíîå ÿâëåíèå, òàê êàê ïðè íàñû-ùåíèè ñåðäå÷íèêà ðåçêî óâåëè÷èâà-þòñÿ ïîòåðè â òðàíñôîðìàòîðå è ðåç-êî âîçðàñòàåò òîê (òåïåðü óæå íåëè-íåéíûé) òðàíçèñòîðà VT1, – è äàëü-øå â ÎÏÏ ìîæåò ïðîèçîéòè ìíîãîáåä. Íàïðÿæåíèå â òî÷êå À (ðèñ. 7ä)ïåðåä òî÷êîé Ò = 1 ïðèîáðåòàåò õà-ðàêòåðíûé «ñêîë», èëè âèä ðåçîíàíñ-íîãî ïðîöåññà. Åñòåñòâåííî (êàê âèä-íî íà ãðàôèêå – ðèñ. 7ä), âûõîäíîéôèëüòð òåðÿåò ñïîñîáíîñòè èíòåãðà-òîðà, òàê êàê âûõîäíîå íàïðÿæåíèåïîâûøàåòñÿ è ïðè òîì æå çíà÷åíèè@ ñòàíîâèòñÿ áîëüøå ñðåäíåãî çíà÷å-íèÿ èìïóëüñíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè

â òî÷êå À íà ðèñ. 6ç. Â ïðåäåëå, êîã-äà òîê íàãðóçêè ñòðåìèòñÿ ê íóëþ,èíòåãðàòîð L1Ñ2 ñîâìåñòíî ñ VD1(VD2 çàêðûò) âûðîæäàåòñÿ â ïèêî-âûé äåòåêòîð. Ïðè ýòîì íàïðÿæåíèåíà âûõîäå ÎÏÏ ðàâíî àìïëèòóäå èì-ïóëüñîâ íà îáìîòêå w2: Uâûõ = UâõN.Êîíå÷íî, âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèåÎÏÏ â òàêîì ðåæèìå ðåçêî âîçðàñòà-åò (ýòî óæå íå «Ìåðñåäåñ»), è ïðåîá-ðàçîâàòåëü òåðÿåò ñâîéñòâà ãåíåðàòî-ðà íàïðÿæåíèÿ.

Îñòàåòñÿ çàìåòèòü, ÷òî âñå ýòî áå-çîáðàçèå íàçûâàåòñÿ ðåæèìîì ðàç-ðûâíûõ òîêîâ. Äëÿ ñìåùåíèÿ ãðàíè-öû ðàçðûâíûõ òîêîâ ê ìåíüøèì çíà-÷åíèÿì òîêà íàãðóçêè íåîáõîäèìîóâåëè÷èâàòü èíäóêòèâíîñòü äðîññåëÿL1. Èç ôîðìóëû äëÿ èíäóêòèâíîñòèëåãêî âûâîäèòñÿ: Läðîññ = UâûõÒ (1 – – @ìèí)/(2Iâûõìèí).

Ëåãêî çàìåòèòü, ÷òî ïðè Iâûõ = = 0 Läðîññ = ∞, ò.å. òàêîé äðîññåëüïðèäåòñÿ ìîòàòü «î÷åíü è î÷åíü äîë-ãî». Åäèíñòâåííûé âûõîä – äîïîëíè-òåëüíàÿ ïîäãðóçêà ÎÏÏ. Íà ðèñ. 8ïîêàçàíû ãîðèçîíòàëüíûå ó÷àñòêèêðèâûõ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ âôóíêöèè Iâûõ è ïàðàìåòðà @, à òàêæåýôôåêò «çàäèðàíèÿ» âûõîäíîãî íà-ïðÿæåíèÿ ïðè óìåíüøåíèè òîêà íà-ãðóçêè èç-çà ðåæèìà ðàçðûâíîãî òîêàäðîññåëÿ L1.

Ïûòëèâûé ÷èòàòåëü, êîíå÷íî, çàìå-íèë èçëèøíþþ êàòåãîðè÷íîñòü â îòíî-øåíèè ê ðåæèìó ðàçðûâíûõ òîêîâ –òó ñàìóþ, î êîòîðîé ñ èðîíèåé ãîâîðè-ëîñü â íà÷àëå ñòàòüè. Ñêàæó ïî ñåêðå-òó: ïðè æåëàíèè â ðåæèìå ðàçðûâíûõòîêîâ ìîæíî íàéòè çîëîòûå êðóïèöûâåëèêîëåïíûõ êà÷åñòâ, íî ýòî – óæåïîñëåäíèå êëàññû íà÷àëüíîé øêîëû...

Àâòîð ïðåäïîëàãàåò, ÷òî ê ýòîìóìîìåíòó ìíîãèå ÷èòàòåëè äîñòàòî÷íîóñòàëè. Ïîýòîìó – äðóãèå èíòåðåñíûåñâîéñòâà ÎÏÏ (â òîì ÷èñëå, íàçíà÷å-íèå çàãàäî÷íûõ öåïåé, âûäåëåííûõñèíèì öâåòîì íà ðèñ. 1) – â ñëåäóþ-ùåì ðàññêàçå. Â ñëåäóþùåì êëàññå.

Äàëåå – ðåêëàìíàÿ ïàóçà, ïî-ñâÿùåííàÿ ëþáèìîé ôèðìå.

Рис. 8. Диаграммы токов и напряжений вэлементах ОПП с разрывным токомдросселя

ÝËÅÌÅÍÒÍÀß ÁÀÇÀ: èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ


ÏÅÐÅÕÎÄÈÌ ÂÎ ÂÒÎÐÎÉÊËÀÑÑ

Â «ïåðâîì êëàññå», â ïðåäûäóùåéñòàòüå, ìû ðàññìîòðåëè íà÷àëüíûåìîìåíòû ïîñòðîåíèÿ îäíîé èç î÷åíüâàæíûõ äëÿ ýíåðãåòè÷åñêîé ýëåêòðî-íèêè ñõåì – îäèíî÷íîãî (îäèíàðíî-ãî) îäíîòàêòíîãî ïðÿìîõîäîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ (ÎÏÏ). Áûëè ïðè-âåäåíû äâå îñíîâîïîëàãàþùèå ôîð-ìóëû – äëÿ åìêîñòè i = C du/dt èäëÿ èíäóêòèâíîñòè u = L di/dt.

Ñôîðìóëèðîâàíî ÷åòûðå ïðàâèëà:î íåèçìåííîñòè íà ìàëîì èíòåðâàëåâðåìåíè íàïðÿæåíèÿ íà êîíäåíñàòîðå(¹1) è òîêà â êàòóøêå èíäóêòèâíîñ-òè (¹2), î ðàâåíñòâå íóëþ àìïåð-ñå-êóíäíîé ïëîùàäè çà ïåðèîä äëÿ êîí-äåíñàòîðà (¹3) è î ðàâåíñòâå íóëþâîëüò-ñåêóíäíîé ïëîùàäè çà ïåðèîääëÿ êàòóøêè èíäóêòèâíîñòè (¹4).

Ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ ïðîñòåéøåéñõåìû ÎÏÏ (ðèñ. 1) ìàãíèòîïðîâîäòðàíñôîðìàòîðà ïåðåìàãíè÷èâàåò-ñÿ ïî ñèììåòðè÷íîé ïåòëå ãèñòåðå-çèñà, èñïîëüçóÿ ìàêñèìàëüíî âîç-ìîæíûé äèàïàçîí èíäóêöèè (!).

Âûõîäíîé ôèëüòð L1, Ñ1 ÎÏÏÿâëÿåòñÿ âåëèêîëåïíûì èíòåãðàòî-ðîì, ýôôåêòèâíî áåç ïîòåðü âûäåëÿ-þùèì ñðåäíþþ ñîñòàâëÿþùóþ âû-õîäíîãî íàïðÿæåíèÿ â ñîîòâåòñòâèèñ ðåãóëèðîâî÷íîé õàðàêòåðèñòèêîéUâûõ = @Uâõ N2.

Â ðåçóëüòàòå ýòîò Ìåðñåäåñ ñðåäèäðóãèõ ñòðóêòóð DC/DC-ïðåîáðàçî-âàòåëåé îáëàäàåò çàìå÷àòåëüíûìñâîéñòâîì – îí äàæå áåç âñÿêèõ ñòà-áèëèçèðóþùèõ îáðàòíûõ ñâÿçåé èìå-

åò î÷åíü íåáîëüøîå âûõîäíîå ñîïðî-òèâëåíèå, ò.å. ïî îòíîøåíèþ ê íà-ãðóçêå îáëàäàåò î÷åíü ïîëåçíûìèñâîéñòâàìè ãåíåðàòîðà íàïðÿæåíèÿ(ïðè áåçðàçðûâíûõ òîêàõ äðîññåëÿ).

Èòàê, ñêîðîñòü íàáðàíà, ïðîäîë-æàåì äâèæåíèå.

ÐÅÀËÜÍÛÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ Â ÏÐÎÑÒÅÉØÅÌ ÎÏÏ

Ðåàëüíûé ÎÏÏ èìååò äèàãðàììûíàïðÿæåíèé è òîêîâ, íåñêîëüêî îòëè-÷àþùèåñÿ îò ïðèâåäåííûõ â ïðåäûäó-ùåé ñòàòüå.

Ïðè âûêëþ÷åíèè òðàíçèñòîðà VT1íà äèàãðàììå íàïðÿæåíèÿ íà ñòîêåìîæåò íàáëþäàòüñÿ óçêèé âûáðîñ,èíîãäà çíà÷èòåëüíîé âåëè÷èíû, ìíî-ãîêðàòíî ïðåâûøàþùåé âõîäíîå íà-ïðÿæåíèå (ðèñ. 2à). Ðåàëüíîå íàëè÷èåíàêîïëåííîé ýíåðãèè â èíäóêòèâíîñòèðàññåÿíèÿ Ls òðàíñôîðìàòîðà Ò1, W = i2Ls/2, ïðè âûêëþ÷åíèè âûçûâà-åò âûáðîñ íàïðÿæåíèÿ íà ñòîêå òðàí-çèñòîðà VT1. Ïîñêîëüêó âåëè÷èíà èí-äóêòèâíîñòè ðàññåÿíèÿ ìàëà, òî ýòîòïðîöåññ èìååò íåáîëüøóþ äëèòåëü-íîñòü, ðîæäàåòñÿ, êàê ãîâîðÿò ïðî-ôåññèîíàëû, «èãîëêà». Äàëåå, ïîñëåêîðîòêîãî âûñîêî÷àñòîòíîãî ïåðåõîä-íîãî ïðîöåññà ôîðìèðóåòñÿ ìåäëåí-íûé ðåçîíàíñíûé ïðîöåññ, îïèñàííûéâ ïðåäûäóùåé ñòàòüå, ñðåäè ïðîñòîãîíàðîäà èìåíóåìûé – «ïóïîê».

Ôàêòè÷åñêè ìû èìååì äåëî ñäâóõêîíòóðíîé ðåçîíàíñíîé ñèñòå-ìîé, â êîòîðîé ðàñïðåäåëåííûå èïðèâåäåííûå åìêîñòè òðàíñôîðìàòî-ðà ðåçîíèðóþò ïî îòäåëüíîñòè è â ñî-

âîêóïíîñòè c èíäóêòèâíîñòÿìè ðàññå-ÿíèÿ Ls è íàìàãíè÷èâàíèÿ L. Âèä ïî-ëó÷àåìûõ íàïðÿæåíèé çà âðåìÿ ðåçî-íàíñíûõ ïðîöåññîâ ìîæåò áûòü ðàç-ëè÷íûì. Êðîìå ÷åòêîãî ðàçäåëåíèÿ«èãîëêè» è «ïóïêà», ìîæíî íàáëþ-äàòü «äâóãîðáîãî âåðáëþäà» è î÷åíü÷àñòî íåñèììåòðè÷íîå íàïðÿæåíèå çàñ÷åò ñëèâøèõñÿ «èãîëêè» è «ïóïêà»,ýòî êàê áû ïîëîâèíà ñèíóñîèäû, ó êî-òîðîé ïåðåäíèé ôðîíò êðóòîé, à çàä-íèé – ïîëîãèé (àâòîð íàäååòñÿ, ÷òî÷èòàòåëè ïîïîëíÿò êîïèëêó ýêçîòè-÷åñêèõ íàçâàíèé ïðîöåññîâ â ÎÏÏ).Íåîáõîäèìî äîáàâèòü, ÷òî ïîêà ìûãîâîðèì î äèàãðàììå, âûäåëåííîé ñè-íèì öâåòîì (ðèñ. 2à).

Ïðè âêëþ÷åíèè òðàíçèñòîðà VT1íà äèàãðàììå òîêà (ðèñ. 2á) íàáëþäà-åòñÿ «ðîã» – òðåóãîëüíûé âûáðîñ òî-êà ñ âûñîêî÷àñòîòíûì ïåðåõîäíûìïðîöåññîì. Ïîÿâëåíèå äàííîãî âû-

НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА ПОСТРОЕНИЯИМПУЛЬСНЫХ DC/DС�ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ(ВТОРОЙ КЛАСС)Александр Гончаров, к.т.н., главный конструктор группы компаний «Александер Электрик»,координатор РАПИЭП – Российской ассоциации производителей источников электропитания

«Лучший ВИП – это его отсутствие» – нехорошая шутка, которой системщики пугают забитых и несчастных

разработчиков импульсных преобразователей1.

1Ïîÿñíåíèÿ àâòîðà: 1) ÂÈÏ – ýòî íå ÷åëîâå÷åñêàÿ âàæíàÿ ïåðñîíà, à Âòîðè÷íûé Èñòî÷íèê Ïèòàíèÿ; 2) çàáèòûå è íåñ÷àñòíûå –ïîòîìó ÷òî ñèñòåìùèêè èíîãäà èõ áüþò, ò.ê. óâåðåíû, ÷òî çàïèñíîé ðûæèé ó íèõ â ñèñòåìå – ýòî ÂÈÏ, äàæå åñëè ìèêðîïðîöåññîðûíå ñ÷èòàþò, à äâèãàòåëè íå êðóòÿòñÿ – òî êðàéíèé ÂÈÏ; 3) ïî ïðàâäå ãîâîðÿ, àâòîð óâåðåí, ÷òî ÂÈÏ íàçâàëè âòîðè÷íûì çëûåñèñòåìùèêè â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî ó íèõ âñåãäà íåò âðåìåíè íà ñâîåâðåìåííóþ âûäà÷ó èñõîäíûõ äàííûõ äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ èñòî÷íèêàïèòàíèÿ è ê ýòîìó ìîìåíòó âñå óäîáíûå êîíñòðóêòèâíûå îáúåìû àïïàðàòóðû óæå ðàñïðåäåëåíû ñðåäè ñâîèõ (ïåðâè÷íûõ, âàæíûõ)ïðèáîðîâ; 4) ïî âàæíîñòè ïîñëåäñòâèé äëÿ ñèñòåìû â ñëó÷àå îòêàçà ÂÈÏ åãî äàâíî óæå ïîðà ïåðåèìåíîâàòü â Ïåðâè÷íûé, äà èêâàëèôèêàöèÿ ðàçðàáîò÷èêîâ ÂÈÏ òðåáóåòñÿ âåñüìà âûñîêàÿ, çäåñü íå ìîãóò ðàáîòàòü ðåìåñëåííèêè, äîëæíû áûòü ìàñòåðà – ïîýòû…

2Êñòàòè, ïî÷åìó «ñîáàêà» (@), à íå îáùåïðèíÿòàÿ «ãàììà»? Äà âñå ïðîñòî. Ó àâòîðà â ñîñòàâå PAINT (ýòî ðèñîâàëüùèê), ñïîìîùüþ êîòîðîãî âïåðâûå ââîäèòñÿ ýòà áóêâà, ïðîñòî íåò «ãàììû».

Рис. 1. Схема силовой части одинарногооднотактного прямоходовогопреобразователя


120120Òåë.: (095) 925-6047 http://www.elcp.ru

áðîñà ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî â ìîìåíòâêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðà VT1 äèîäVD2 åùå íàõîäèòñÿ â ïðîâîäÿùåìñîñòîÿíèè, äèîä VD1 íà÷èíàåò îò-êðûâàòüñÿ, â ðåçóëüòàòå îáðàçóåòñÿêîðîòêîå çàìûêàíèå âûõîäíîé îáìîò-êè òðàíñôîðìàòîðà Ò1. Ôàêòè÷åñêèòðàíçèñòîð VT1 âêëþ÷àåòñÿ íà êîðîò-êîçàìêíóòûé òðàíñôîðìàòîð Ò1, â ðå-çóëüòàòå ÷åãî ÷åðåç òðàíçèñòîð VT1êðàòêîâðåìåííî ïðîòåêàåò áîëüøîéýêñòðàòîê – ðîæäàåòñÿ ýòîò ñòðàø-íûé «ðîã». Êñòàòè, åãî âåëè÷èíóîãðàíè÷èâàåò èíäóêòèâíîñòü ðàññåÿ-íèÿ òðàíñôîðìàòîðà Ò1, îíà â ýòîâðåìÿ, ê ñ÷àñòüþ, íå èñïûòûâàåò êî-ðîòêîãî çàìûêàíèÿ.

Äëÿ ëþáèòåëåé òîíêîñòåé íåîáõî-äèìî äîáàâèòü, ÷òî äëÿ âûáðîñà òîêàïðè âêëþ÷åíèè åñòü è äðóãèå ïðè÷è-íû, íàïðèìåð ðàçðÿä íà òðàíçèñòîðVT1 ìíîãî÷èñëåííûõ ðàíåå çàðÿæåí-íûõ åìêîñòåé, òàêèõ êàê åìêîñòüòðàíñôîðìàòîðà, è ò.ä.

Êàê æå âûæèâàþò òðàíçèñòîðûÎÏÏ â òàêèõ ñòðàøíûõ óñëîâèÿõ ñó-ùåñòâîâàíèÿ, ñðåäè «èãîëîê», «ðî-ãîâ» è «ïóïêîâ»?

Âî-ïåðâûõ, âûæèâàþò, çà ðåäêèìèñêëþ÷åíèåì, òîëüêî ÌÎÏ-òðàíçèñ-òîðû. Îíè èìåþò óíèêàëüíûå ñâîé-ñòâà áûñòðîäåéñòâèÿ, ïåðåãðóçî÷íîéñïîñîáíîñòè, è, ãëàâíîå, ó íèõ ïðàê-òè÷åñêè îòñóòñòâóåò ÿâëåíèå âòîðè÷-íîãî ïðîáîÿ, íå ïîçâîëÿþùåå íàäåæ-íî èñïîëüçîâàòü â âûñîêî÷àñòîòíûõÎÏÏ áèïîëÿðíûå òðàíçèñòîðû.

Âî-âòîðûõ, ïðèìåíÿþòñÿ ñïåöè-àëüíûå ñõåìíûå ðåøåíèÿ, çàùèùàþ-ùèå òðàíçèñòîðû.

Öåïî÷êà R1, Ñ3 êðàòêîâðåìåííîáåðåò íà ñåáÿ óìåíüøàþùèéñÿ ðàáî-÷èé òîê îáìîòêè w1, ÷òî ïîçâîëÿåòáûñòðî è ýëåãàíòíî (ò.å. áåç ïîòåðü è

ïåðåãðóçîê) âûêëþ÷èòüñÿ òðàíçèñòî-ðó VT1 ïðè îòíîñèòåëüíî ïëàâíîì íà-ðàñòàíèè íàïðÿæåíèÿ íà ñòîêå. Çà-ìåäëåíèå ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ òîêàw1 íà ýòàïå âûêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðàVT1 ñíèæàåò âåëè÷èíó âûáðîñà íà-ïðÿæåíèÿ íà ñòîêå – «èãîëêó»;âñïîìíèòå ôîðìóëó äëÿ èíäóêòèâ-íîñòè. Ê ñîæàëåíèþ, çà âñå íóæíîïëàòèòü, çäåñü ðàñïëàòîé ÿâëÿåòñÿ äî-ïîëíèòåëüíàÿ íàãðóçêà òðàíçèñòîðàVT1 íà ýòàïå âêëþ÷åííîãî ñîñòîÿíèÿ,âåäü çàðÿæåííûé êîíäåíñàòîð Ñ3ïðèõîäèòñÿ ðàçðÿæàòü. Äåéñòâèå öå-ïî÷êè R1, Ñ3 ïðîôåññèîíàëû íàçûâà-þò «ôîðìèðîâàíèåì òðàåêòîðèè âû-êëþ÷åíèÿ» òðàíçèñòîðà VT1.

Èíäóêòèâíîñòü ðàññåÿíèÿ òðàíñ-ôîðìàòîðà Ò1 òàêæå ìîæåò ñ÷èòàòüñÿýëåìåíòîì ñõåìû, ÷àñòî åå çíà÷åíèå âÎÏÏ, ðàáîòàþùèõ íà âûñîêèõ ÷àñòî-òàõ, óâåëè÷èâàþò ôåððèòîâîé áóñèí-êîé, îäåâàåìîé íà âûâîä îáìîòêè w1òðàíñôîðìàòîðà Ò1. Ðîëü èíäóêòèâ-íîñòè ðàññåÿíèÿ äâîÿêà. Ñ îäíîé ñòî-ðîíû, îíà âûçûâàåò âûáðîñ íàïðÿæå-íèÿ íà ñòîêå òðàíçèñòîðà VT1 –«èãîëêó», íî ñ äðóãîé – îíà íå ïîçâî-ëÿåò ðàçâèòüñÿ ýêñòðàòîêó ÷åðåç VT1ïðè åãî âêëþ÷åíèè, îãðàíè÷èâàÿ«ðîã» òîêà.

Ñ «èãîëêîé» áîðþòñÿ ñ ïîìîùüþðàçëè÷íûõ öåïî÷åê, íàïðèìåð VD4,C7, R5 íà ðèñ. 1. Ýòà öåïî÷êà îãðà-íè÷èâàåò, îáðåçàåò âûáðîñ íàïðÿæå-íèÿ, êàê ïîêàçàíî êðàñíîé ëèíèåé íàðèñ. 2à.

Íàêîíåö, àâòîð íå ìîæåò ïðîïóñ-òèòü ðåêîìåíäóåìóþ ïî÷òè âî âñåõó÷åáíèêàõ öåïî÷êó èç äîïîëíèòåëüíîéîáìîòêè w3 è äèîäà VD3. Äèàãðàììà,ñîîòâåòñòâóþùàÿ äåéñòâèþ ýòîé öå-ïî÷êè, âûäåëåíà çåëåíûì öâåòîì.

Èäåÿ ïðîñòà. Åñëè â DRC-öåïî÷êåòèïà VD4, C7, R5 ìîùíîñòü, ñîîòâåò-ñòâóþùàÿ íàêîïëåííîé â èíäóêòèâ-íîñòè ðàññåÿíèÿ ýíåðãèè W = i2Ls/2,áåñïîëåçíî ðàññåèâàåòñÿ â âèäå òåïëà,òî áëàãîäàðÿ äîïîëíèòåëüíîé îáìîòêåw3 ÷åðåç äèîä VD3 ìîæíî ñáðîñèòü,âåðíóòü ýíåðãèþ W â ïåðâè÷íûé èñ-òî÷íèê ïèòàíèÿ áåç ñóùåñòâåííûõ ïî-òåðü ýíåðãèè, êàê ãîâîðÿò ñïåöèàëèñ-òû – ðåêóïåðèðîâàòü. Äà è «ïóïîê»çàìàí÷èâî ñðåçàòü òàê æå. ÊÏÄ íå òå-ðÿåòñÿ, à ïåðåíàïðÿæåíèå ñ òðàíçèñ-òîðà VT1 ñíèìàåòñÿ.

Ê ñîæàëåíèþ, â âûñîêî÷àñòîòíîìïðåîáðàçîâàòåëå ðåàëèçîâàòü ýòóèäåþ çàòðóäíèòåëüíî è íà ïðàêòèêåîíà ïðèìåíÿåòñÿ ðåäêî. Î÷åíü òðóä-íî íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ, áîëåå 100êÃö, îáåñïå÷èòü õîðîøóþ ìàãíèòíóþñâÿçü ìåæäó îáìîòêàìè w1 è w3, äëÿýòîãî íåîáõîäèìî íàìàòûâàòü ýòè îá-

ìîòêè îäíîâðåìåííî. Â ýòîì ñëó÷àåïîÿâëÿþòñÿ òðóäíîñòè ñ ïðîáèâíûìíàïðÿæåíèåì, ïîýòîìó ïðèõîäèòñÿïðèìåíÿòü ñëîæíóþ èçîëÿöèþ. Íà-äî, ÷òîáû îáìîòêè w1 è w3 èìåëèîäèíàêîâîå ÷èñëî âèòêîâ, à ýòî íàõî-äèòñÿ â ïðîòèâîðå÷èè ñ æåëàåìûìäèàïàçîíîì èçìåíåíèÿ @. È ñàìîåãëàâíîå, ââåäåíèå â êîíñòðóêöèþòðàíñôîðìàòîðà äîïîëíèòåëüíîé îá-ìîòêè ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ èíäóê-òèâíîñòè ðàññåÿíèÿ Ls, óâåëè÷åíèþíàêîïëåííîé ýíåðãèè W, ðîñòó èñ-õîäíîãî èìïóëüñà âûáðîñà, è ò.ä., –ò.å. çà ÷òî áîðîëèñü…

Äîïîëíèòåëüíûå öåïî÷êè, òàêèåêàê ïîêàçàííûå íà ðèñ. 1 R4, C6; R2,C4; R3, C5, èñïîëüçóþòñÿ äëÿ óìåíü-øåíèÿ óðîâíÿ ïîìåõ, ðîæäàþùèõñÿ âîáìîòêàõ, â ýëåìåíòàõ ïå÷àòíûõïëàò, â âûâîäàõ êîìïîíåíòîâ è ò.ä.âñëåäñòâèå ðåçêèõ èçìåíåíèé íàïðÿ-æåíèé è òîêîâ.

Â ýòîì ìåñòå óñòàâøåìó ÷èòàòåëþïîëåçíî îòâëå÷üñÿ, îòäîõíóòü, ïîïèòü÷àþ, â îáùåì, íàáðàòüñÿ ñèë äëÿ ïðî-äîëæåíèÿ.

ÂÛÁÎÐ ÑÈËÎÂÎÃÎ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÀ ÎÏÏ ÏÎ ÍÀÏÐßÆÅÍÈÞ È ÒÎÊÓ

Ïðîäîëæèì íàøå ðàññìîòðåíèåïðîñòåéøåãî ÎÏÏ ñ âîïðîñà âûáîðàòðàíçèñòîðîâ è äèîäîâ ïî íàïðÿæå-íèþ è òîêó.

Ïîñìîòðèì íà äèàãðàììû, ïîêà-çàííûå íà ðèñ. 2. Ïðè ìàêñèìàëüíîìêîýôôèöèåíòå çàïîëíåíèÿ @, íàïðè-ìåð 0,66, â ñîîòâåòñòâèè ñ ïðàâèëîì¹4 (ðàâåíñòâî âîëüò-ñåêóíäíîé ïëî-ùàäè íóëþ çà ïåðèîä), ëåãêî ïðåäïî-ëîæèòü, ÷òî «ïóïîê», åñëè îí ïðîïè-ñûâàåòñÿ ïîëíîñòüþ (à ýòî íàèìåíü-øàÿ âûñîòà ïóïêà), áóäåò âûøå ïðè-ìåðíî â 1,4 ðàçà, ÷åì âõîäíîå íàïðÿ-æåíèå, óìíîæåííîå íà 0,66 è äåëåí-íîå íà (1 – 0,66). Ïîïðîáóéòå ïðîäå-ëàòü ýòè ïðèêèäêè ãåîìåòðè÷åñêè.Ôîðìóëà òàêàÿ:

Uïóï = 1,4Uâõ ìèí @/(1 – @).

Òàê êàê â ýòî âðåìÿ äåéñòâóåò Uâõ ìèí, òî ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèåíà ñòîêå òðàíçèñòîðà VT1 áóäåò ðàâíî Uñ ìàêñ = Uâõ ìèí + Uïóï. Âîçü-ìåì òèïîâîé äèàïàçîí èçìåíåíèÿâõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, êðàòíûé Ê = = Uâõ ìàêñ/Uâõ ìèí, íàïðèìåð Ê = 2.Òîãäà

Uñ ìàêñ1 = 3,8Uâõ ìàêñ/Ê = 1,9Uâõ ìàêñ.

Ìîæíî âçÿòü @ = 0,33, ÷òî áóäåòñîîòâåòñòâîâàòü Uâõ ìàêñ. Çäåñü, êîíå÷-

Рис. 2. Диаграммы напряжения и токастока силового транзистора ОПП



íî, ó÷èòûâàåòñÿ, ÷òî ìû ðàññìàòðèâà-åì ñòàáèëèçèðîâàííûé ÎÏÏ ñ ïîñòî-ÿííûì âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì. Òîã-äà, ïðèìåíÿÿ ïðàâèëî ¹4 (âûñîòàïóïêà îñòàíåòñÿ òîé æå), ïîëó÷àåì:

Uñ ìàêñ2 = Uâõ ìàêñ + Uïóï = 2,8Uâõ ìàêñ.

Èç äâóõ çîë âûáèðàåì õóäøåå –Uñ ìàêñ2.

Òàêèì îáðàçîì, åñëè áû «èãîëêè» –âûáðîñà èç-çà äåéñòâèÿ èíäóêòèâíîñ-òè ðàññåÿíèÿ – íå áûëî, òî óæåïðèøëîñü áû âûáèðàòü òðàíçèñòîðVT1 íà óòðîåííîå ìàêñèìàëüíîå íà-ïðÿæåíèå ïèòàíèÿ. Íî, ê ñîæàëåíèþ,òèïîâàÿ «èãëà» âïîëíå ìîæåò áûòü â1,2…1,5 ðàçà âûøå «ïóïêà». Äà è çà-ïàñ ïî íàïðÿæåíèþ â 20...30% íå ïî-ìåøàåò (Êçàï = 1,2…1,3).

Àâòîð ðåêîìåíäóåò äëÿ âûáîðàòðàíçèñòîðà ïî íàïðÿæåíèþ â ïðîñ-òåéøåì ÎÏÏ èñïîëüçîâàòü ñîîòíî-øåíèå:

Uc ìàêñ = Êçàï (1,4 × 1,5Uâõ ìàêñ ++ Uâõ ìàêñ) = 4…5 Uâõ ìàêñ.

Âûáîð òðàíçèñòîðà ïî òîêó äëÿñòàáèëèçèðîâàííîãî ÎÏÏ îñóùåñ-òâëÿåòñÿ èñõîäÿ èç âûõîäíîé ìîù-íîñòè ÎÏÏ Ðâûõ, ÊÏÄ, âõîäíîãî íà-ïðÿæåíèÿ Uâõ (ñêîñ âåðõóøêè äèà-ãðàììû òîêà íå ó÷èòûâàåì).

Ñðåäíèé òîê çà ïåðèîä Iñ1 = = Ðâûõ/(ÊÏÄ × Uâõ ìèí). Èìïóëüñíûéòîê ïîëó÷àåòñÿ äåëåíèåì ýòîãî âûðàæå-íèÿ íà @, ñîîòâåòñòâóþùåå Uâõ ìèí,íàïðèìåð @ = 0,66. Òîãäà, ñ ó÷åòîì«ðîãà» (Êð = 1,2…1,5), ïîëó÷àåì:

Iñ ìàêñ1 = (1,2…1,5) Ðâûõ Ê/(ÊÏÄ ×× Uâõ ìàêñ × @ìàêñ).

Äëÿ Uâõ ìàêñ ìîæíî ïîëó÷èòü

Iñ ìàêñ2 = (1,2…1,5) Ðâûõ/(ÊÏÄ ×× Uâõ ìàêñ × @ìèí),

åñòåñòâåííî, â ýòîì ñëó÷àå

@ = @ìèí = @ìàêñ/Ê = 0,33.

Òàêèì îáðàçîì, Iñ ìàêñ1 = Iñ ìàêñ2.Çäåñü âûáèðàòü íå ïðèõîäèòñÿ.

Àâòîð ðåêîìåíäóåò äëÿ âûáîðàòðàíçèñòîðà VT1 ïî òîêó â ïðîñòåé-øåì ÎÏÏ (òèïîâîé ÊÏÄ = 0,8, äà èñêîñ âåðõóøêè íåîáõîäèìî ó÷åñòü,

~1,2) èñïîëüçîâàòü ñîîòíîøåíèå:

Iñ ìàêñ = 1,5 × 1,2 Êçàï Ðâûõ Ê//(ÊÏÄ × Uâõ ìàêñ × @ìàêñ) =

= 8…10 Ðâûõ/Uâõ ìàêñ.

Óâàæàåìûé ÷èòàòåëü ïîíèìàåò,÷òî ñ òàêèì âûáîðîì òîêà ìîæíî ñìè-ðèòüñÿ, ó÷èòûâàÿ áîëüøóþ ïåðåãðó-çî÷íóþ ñïîñîáíîñòü ÌÎÏ-òðàíçèñòî-ðîâ ïî òîêó; âñå-òàêè ýòî ýíåðãåòèêà,îáóñëîâëåííàÿ èìïóëüñíûì ïðèíöè-ïîì äåéñòâèÿ. À âîò ìèðèòüñÿ ñ î÷åíüáîëüøèì êîýôôèöèåíòîì ïðåâûøå-íèÿ íàïðÿæåíèÿ íà ñòîêå â ÎÏÏ íåâñåãäà âîçìîæíî. Ïðåäñòàâüòå, ÷òîìàêñèìàëüíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå360 Â! (Âûïðÿìëåííîå íà âåðõíåìïðåäåëå íàïðÿæåíèå ~220 Â.) Òîãäàíåîáõîäèìî ïðèìåíÿòü ÌÎÏ-òðàí-çèñòîðû ñ ìàêñèìàëüíûì íàïðÿæåíè-åì ñòîêà 1400…1800 Â (à ýòàêèõ ïðàê-òè÷åñêè íåò!).

Ïóòåì çàìåòíûõ ïîòåðü ÊÏÄ (ñ80% äî 75…70%) ìîæíî ñðåçàòü íåòîëüêî «èãîëêó», íî è ÷àñòü ñàìîãî«ïóïêà» â ïðîñòåéøåì ÎÏÏ. Òîãäàâîçìîæíî Uc ìàêñ = 2…3 Uâõ ìàêñ, õîòÿè ýòî î÷åíü ìíîãî.

ÊÀÊ ÁÛÒÜ?Íàóêà ïîäñêàçûâàåò çäåñü äâà ðå-

øåíèÿ, íàïðàâëåííûõ íà ñíèæåíèåïåðåãðóçêè ïî íàïðÿæåíèþ è íà ïî-âûøåíèå ÊÏÄ.

Ïåðâîå ðåøåíèå, òàê íàçûâàåìîå«àêòèâíîå îãðàíè÷åíèå», ïîäðàçóìå-âàåò èñêëþ÷åíèå àêòèâíîãî ñîïðîòèâ-ëåíèÿ â DRC-öåïî÷êå VD4, C7, R5,ïðèâåäåííîé íà ðèñ. 1, è ðàçðåøåíèåïðîòåêàòü òîêó âñòðå÷íî äèîäó VD4 âïàóçå (ñ íåáîëüøèì ìåðòâûì âðå-ìåíåì äëÿ èñêëþ÷åíèÿ ñêâîçíûõ òî-êîâ) – ðèñ. 3.

Äëÿ òàêîãî ÎÏÏ âûáèðàåòñÿ êîí-äåíñàòîð Ñ7 ñ åìêîñòüþ äîñòàòî÷íîáîëüøîé âåëè÷èíû, ÷òîáû íàêîïëåí-íîå íàïðÿæåíèå âûáðîñîâ íà íåì áû-ëî áîëåå èëè ìåíåå ïîñòîÿííûì. Äî-ïîëíèòåëüíûé òðàíçèñòîð VT2 âêëþ-÷àåòñÿ ñ íåáîëüøîé çàäåðæêîé ïîñëåâûêëþ÷åíèÿ VT1 (ðèñ. 4) è âûêëþ÷à-åòñÿ íåñêîëüêî ðàíüøå, ÷åì âêëþ÷à-åòñÿ îñíîâíîé òðàíçèñòîð VT1. Âñÿýíåðãèÿ âûáðîñîâ íàïðÿæåíèÿ íà ñòî-

êå òðàíçèñòîðà VT1 ïåðåõîäèò â ýíåð-ãèþ êîíäåíñàòîðà Ñ7, W = C × Uc2/2,êîãäà òîê ïðîòåêàåò ïî öåïè – îòêðû-òûé VD4, Ñ7. Çàòåì êîíäåíñàòîð Ñ7îòäàåò íàêîïëåííóþ ýíåðãèþ ÷åðåçîòêðûòûé äîïîëíèòåëüíûé òðàíçèñ-òîð VT2 â îáìîòêó w1, ïåðåìàãíè÷è-âàÿ òðàíñôîðìàòîð Ò1.

Ïîñëå âûêëþ÷åíèÿ äîïîëíèòåëü-íîãî òðàíçèñòîðà VT2 òîê, ê ýòîìóìîìåíòó ðàçâèòûé â îáìîòêå w1 è,

Рис. 3. Схема ОПП с активнымограничением выбросов напряжения

Рис. 4. Диаграммы напряжения и тока всхеме ОПП с активным ограничением

Рис. 5. Схема ОПП – косой полумост



ñëåäîâàòåëüíî, ïðèâåäøèé ê íàêîïëå-íèþ ýíåðãèè â èíäóêòèâíîñòè ðàññåÿ-íèÿ Ls òðàíñôîðìàòîðà Ò1, W = i2Ls/2,çàìûêàåòñÿ òåïåðü íà ïðèâåäåííóþåìêîñòü ïåðâè÷íîé îáìîòêè w1, êîòî-ðàÿ çíà÷èòåëüíî ìåíüøå åìêîñòè êîí-äåíñàòîðà Ñ7. Â ðåçóëüòàòå ýòîãî íà-ïðÿæåíèå íà ñòîêå òðàíçèñòîðà ïîíè-æàåòñÿ è ïðèíöèïèàëüíî ìîæåò ñòàòü

ìåíüøå Uâõ ê ìîìåíòó âêëþ÷åíèÿòðàíçèñòîðà VT1.

Ïðîèñõîäèò ñàìîå ãëàâíîå – ðåçêîóìåíüøàþòñÿ ïåðåíàïðÿæåíèÿ íà ñòî-êå ñèëîâîãî òðàíçèñòîðà (ðèñ. 4à). Âòàêîé ñõåìå ïîòåðè ÊÏÄ íåáîëüøèå,à âêëþ÷åíèå îñíîâíîãî òðàíçèñòîðàVT1 ïðîèñõîäèò áîëåå ìÿãêî, ñ ìåíü-øèìè ïîìåõàìè – óìåíüøàåòñÿ «ðîã»òîêà ñòîêà.

ÇÀÌÅ×ÀÒÅËÜÍÀß ÑÕÅÌÀÄðóãîå ñõåìíîå ðåøåíèå íàçûâàåò-

ñÿ «êîñîé ïîëóìîñò». Ïî÷åìó îí êî-ñîé, âèäíî èç ðèñ. 5.

Â ýòîé ñõåìå ýíåðãèÿ âûáðîñîâíàïðÿæåíèÿ ðåêóïåðèðóåòñÿ â ïåð-âè÷íûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ñ ïîìîùüþäèîäîâ VD3. Ýòî ïîçâîëÿåò ñîõðà-íèòü âûñîêèé ÊÏÄ.

Íî ñàìîå ãëàâíîå – ýòà ñõåìà ïî-çâîëÿåò ïîëó÷èòü ñàìîå íèçêîå íàïðÿ-æåíèå íà ñòîêå ñèëîâûõ òðàíçèñòîðîâVT1. Îíî íå ïðåâûøàåò íàïðÿæåíèÿïèòàíèÿ Uâõ.

Êîíå÷íî, óâàæàåìûé ÷èòàòåëü ïî-íèìàåò, ÷òî ñèëîâûå òðàíçèñòîðûîòêðûâàþòñÿ è çàêðûâàþòñÿ îäíî-âðåìåííî.

Ñõåìà êîñîãî ïîëóìîñòà øèðîêîïðèìåíÿåòñÿ â ÎÏÏ, ïðåäíàçíà÷åí-

íûõ äëÿ ðàáîòû ñ ïîâûøåííûìèâõîäíûìè íàïðÿæåíèÿìè ïèòàíèÿ.Ýòà çàìå÷àòåëüíàÿ ñõåìà ïîçâîëÿåòèñïîëüçîâàòü îòíîñèòåëüíî äåøåâûåñèëîâûå òðàíçèñòîðû ñ íåâûñîêèìïðîáèâíûì íàïðÿæåíèåì. Â ýòîì ñëó-÷àå îäèí èç åå íåäîñòàòêîâ – ïî-ñëåäîâàòåëüíîå âêëþ÷åíèå íà ïóòèðàáî÷åãî òîêà îáìîòêè w1 òðàíñôîð-ìàòîðà Ò1 äâóõ òðàíçèñòîðîâ – ñãëà-æèâàåòñÿ òåì, ÷òî íèçêîâîëüòíûåòðàíçèñòîðû èìåþò ïîíèæåííîå ñî-ïðîòèâëåíèå îòêðûòîãî êàíàëà, âñëå-äñòâèå ÷åãî áîëüøèõ ïîòåðü ìîùíîñ-òè íå ïðîèñõîäèò.

Äèàãðàììû íàïðÿæåíèé è òîêîâäëÿ ñõåìû êîñîãî ïîëóìîñòà ïðèâåäå-íû íà ðèñ. 6.

Àâòîð çäåñü íåñêîëüêî ñõèòðèë,íå ïðèâîäÿ äèàãðàììû íàïðÿæåíèÿíà òðàíçèñòîðàõ. Ðàññìîòðåíèåíàïðÿæåíèÿ íà îáìîòêå w1 òðàíñ-ôîðìàòîðà Ò1 ïðåäëîæåíî â ñâÿçè ñòåì, ÷òî äèàãðàììû íàïðÿæåíèé íàñèëîâûõ òðàíçèñòîðàõ VT1 ìîãóòèìåòü ðàçëè÷íûé, èíîãäà ïðè÷óäëè-âûé âèä â çàâèñèìîñòè îò ñèììåò-ðè÷íîñòè (îäèíàêîâîñòè) òðàíçèñ-òîðîâ VT1 íå òîëüêî â ñòàòèêå, íîè â äèíàìèêå.

Рис. 6. Диаграммы напряжения и тока в схеме косого полумоста

��

�� !’ "##$

��

�� !��"� #��$ �%��!�& ��'�"�� %�&�� (��' �� " �� !�� )��!�*++��

,��-� -$ �� #�(� �� #' �� .) �� "� #)��#.�� $ �� -"�/��!��- ' ��%� ��$ �)��#� �� -��(� �0�� !$� %� �� &�� *++� �� '�!��0�� !$�' %� �� &�� *++� �� !��

0��-$�� !��-"��(� � ��# �� " �%� �� ' �%1�0��2�"��'�� !� ��# �%.�� !��!�#�$�2�� -��%�� $-�' ��3�� 2� �� ' �� ) �4� ��-�� )��'��%��5��&��)-�-��% ��)��(��-��)� ��' �� " �%�2� �� '�� !� �� ' ��(�� " ��# ��(��' �� %��6��-�$��)- �-2� ��,��#2�� " �%��(�&��"��'��. ��-�� !�� '"��# ��$ ��-��%��

5�� 2��-�� '�� !�� '�)��!��*++�2��-�� -/� & ��"�� -/� &77� '�� #� �� 8�� 9:;9:'��)��%�2��)-'�� %�� "��'�� $ ��2 � 4��-��# ��-��(�&�� %��+�'$�� -� ��!�(��<�%��=�� " �� &�� !�<� � �+�$�� !��!��!� �)�� %��%�� '

�� %� �� %� �)�� '��%��)��#��**+��

�� 2� � ��)�� -. ��$�� !��)�� "��"�'�� !��.- ��-'/>�%� ��!/>�%�� ' ��#/� � � --�!�� %� )�� /"��!��" �!��)�� '�-. ��$�� !2��2��'� � !� � �� 2� ��'�!�� %�� -. ��'�� -�.�%�� " -/� �)�� -& �� "-��$�� !2�� '��%��-��%��!�2� ��'�2� ��)��-/>%� ��!$� �3��2� �� &��'�-��2� �� !��#� ��5+�� (� �� )�� '��)��

5�� (�"��$��&��+�$��'��5+��1�

��

,�� )��!��'�� - �� ?�� , � 4�� &�� 2��%�� )-��!� � ��# �%.�2�)��# �� **+�

�� !$� �� !�@��

��!� �� # �� ' � ��" -/��)�� -�A?�� '7�� <?� � �/"2� �� ' �%� �� BC?��+��'$2�"�� /"� ��8*+'�� 2�� )��-�� (�� '�� /"��!�� /"� �'��! !�� /"� �� )�'��2�� !$� !� �� /'"� ��8*+'�� "��/>�� 5��" � @�� (� ��)��'�� %2��"�� )��-��' �/��!�� "�� -�#� �� )��!�� ,�� !�� )�%� �� )�$� �� & �� -/� �' ��#� �� %2� ��

��" �%��)�� A?�� 7��'��<?D�

( ��)�� %�� )�� A?E( �� %�� )�� A�E( �� %� � ��

BC?E( � �� $�E� ��2� ��#� �� 2� ��'

�� %� ��)��" ��5+�� !�*++2�� !�**+� ��#�,��->��-��2��!�� "�� )��%�� )��#��/� ��#�!�

,��-�� !�,F?�� 8*+'�� BC?�-��'�!/>��-�#��2��'�" �� " �� !� �'��$ �� !� �� BC?�� +�� !� '�-�#�� <� �� # �!� ��#' ��#� �$�� -�#�� G�+�� BC?��'�" �!� �)�� A?� �� 7��<?�� /"� �� " -�� !$� !� @�� 5��# �!� ��4�'�� '�� - ��)��"� ��' �G� ��)�� A?�� ,�� ->��-�� ! �� !$�'

НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА ПОСТРОЕНИЯИМПУЛЬСНЫХ DC/DС�ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ(ТРЕТИЙ КЛАСС)Александр Гончаров, к.т.н., главный конструктор ООО «Александер Электрик»,координатор Российской ассоциации производителей источников электропитания (РАПИЭП)

«Первый ВИП – катушка зажигания автомобиля» –важный довод считать Вторичный Источник Питания

«первичным» в электронике.

Рис. 1. Схема силовой части одинарногооднотактного прямоходовогопреобразователя

��

��

��@�� 5�� !��'�!� ��#� ��!$� !� �� )�� 7�� ,�� - ��?�

6�� " �%� �)�� A�� '7�� <?� �� "� �� G�->��-�� $��7�� !'$� �2��/>��" -��'�� &774� �� 7��'4�� 0�� G� �� %� ��B9?�� 4��# �� !$�' �2��-��/>��)�� A��

�� 7��-��%� ��! �- �� 2� �� "�� - ��' ��#� �)�� A?� �"�� BC?�� !�G�� % �� <� � � ��"��& ��'�� -� -�**+� �� %��2�� - '�� )�� A?� � ��!& ��!��×× ��

+�� /"� �� BC?��!�G�� /"� �� "�� BC?� �� F�� # ��(��"� #�)��!$�'��!�� -�!� � �� ,�2�� &�� )��#'.�%� ��)�"%� �� )�� A?� �� !�� #� �'��" �� !$� !�� 6�� - �� ' �� "�� -�#� �� $��2� �� "�� !$�� ,�� !� ��2� ��$ �%�� %� �� - �� ?� �� !'$� !�@��H��+��&��'��!��' !� ��)�� A�� !$� !��'�!� ��#/2� ��$ �%� �� '�� %� �� - �� ?2� � �� !��B9?��-�#��)�� A�� "�� B9?� ��'�� !��!� � � �� -�,?2�� -� ��

I��#� ��$ �� $�#2� "�� #� � �� ,?� ��" �� 2� "��)�� $ �� )�� )'��"#� �-�#��4!� ��!$� !� � �2� ��# �2� ��!$� �� -� ��)�# ��

<� � � � � �� !� ��A?� & ��'�!�� "�� -�� '��#� � � �" �� -"��2� "�� ,�� #� ��!� � �� !� & ��!� � � �� ×× ×× �� 2�� G �" ��#�!� ��!�� '�� ,?� � �� -� ��/>��' ��)�� A��

6-$ �� #2� ��%� "��'��#2�"��+�$��2�� %�**+2 �� .�� $�� &��%.��4��!"��!� �'��+�� # �� '

�- � ��J�� 2�� "��)�� -�A�� )-�� ->��#� ��# �� G��?��<�2��)�� A��)-��'� � �� 7� �"�� ! �-�� -� ��!$� /�"�� '��%��B9?��5� ��&��7��'�-�� !�-��# -/� "��#� ��!$�' !� �� )�� A?� ��" �%�@��K�6�� #�'�� - � �!��>��# ��!$� !� �� - �� '�� -�/��2�� !� ��!$� �� ' !� � ��!� �� ! ! �/"�� BC?2� "��#� �� &�� '�� )�� "�� !$� ��**+��2��)��$ ��2�� -"�)' ��D�� ×× !×× "�#�$"%2�� ! � &��&� (� �&774� �� 7��4�<?�

L��-��" �!�� $� �� #��**+2��"�� %��!�*++2� ��' �% �� I��#� ��!� �%� �/�� 2�"��&�� '�!��7"��

M��!�� "�� ,?2� -"��!2� "�� '�� - � �!��>��#��!� � �� -�/� �� 2�� -��#2�"��. ��'�-�#�� )-�� #� ��" � �-��%�� G��?�<�2�� 4��&�� 2��%� � �� ,?��'4��# �� "� !� �� 2� �)!��'��# ��)-�� !�-��# �%�7��'�2� � �&��"��-/��-"�) ' ��2�� '/>�-"�� '�/�� - ��N��O��

L��-��" �!� �� **+��N�� 2�"�� % �2��>��2�"��**+�� $�� !�G2� � ��*++2��!�� )��#.�� ' !� �� !$� !�� <��**+��-��-��!��)��.�� 6�� #�-��!�� G��2�� -��M��"��#��- ��2�� ' �!� ��- ��O2� ��!� ��!��!��-��! -��%��/>%�-"�� "�� ,?��

L�$2� �� )�� A��!��G��?��<�� -��'��#�� -�!2�!��!��!��$�� '�� J�� 2� �'$��->��#��$�� '�� P��I��#��#� ��'�� !��)� ��#�(�� " �%�)�� G� �� !� ��

Рис. 2. Диаграммы напряжения и тока в схеме ООП для режима неразрывныхтоков

Рис. 3. Регулировочная характеристикаООП

Рис. 4. Диаграммы тока в схеме ООП длярежима разрывных токов

��

�� !’ "##$

-�/� (� �� #� ��!� � �� !� �� 7��<?�& ��!��!�� ! !� �� '��BC?�� -/� ��#�,?�� -� -��-�#�� !$� �� )�� A��&��'� ��)��#� -�� - �� !�� ( �� !$� !�2�� )�'�� ,��

6� �� !�� %� & ��!��×× �� &�� '� � �� )��# �%� ��'4�� P�)��2��"��')�� %2�� A?��)�� (��'��%�� BC?�� /"� 2��A��)�� (��B9?�� 6��'�� .�%��'�� # �)��#.��,�2� ��'��/�� -��! -��%� ��)��# �%��4��-��/>�

Q�� !� ��$�� '�� 1� R�� #2� "�� 4��# �� #� ��#�'��' - � �!��>��#� �� G��?� �<��<� � � ��)�"�!�"��#�'�-�#�� &�� -� #.'��#2�� 7��<?� �� -'��#�'�� - � -/��>��#�-��"�' �� !$� !� @��H2� �� #�'�� - � -/��>��#��-�#��'!��G��$ //2 � ��$�� '��<�� #�**+��$��' �� " ��.��#��' �� !$� �3�

��2� � � �� %��' ��)��$��# �%��'��**+2��&��2� ��#�)�2��'�� # ��+�$��3�I��#�� )��'��#� ��->� !� ��#� �� '"��# �� )��# �%� �� '��" �� %� �� # �%��$�� '��G��?��<��

�� $�� $�-�� &� ��-�� !2��#��#��)'�� %�� 4�2�� %� � S�� *++1�0��(� &�� - �� #�)�� 7��" ��#�� "� �� %� �- '�� 2� ��2� T?� ��" �%�)�� A?2�� -��$�� %� ��!�� "�� &774� �� 7��4�� 6��2� ��!� �)'�� A�D��×× !��

0�%��# �2� � �� 2 �� 4�� **+� � !/�� "�� '�� !� � �� !� ��)�'"�� )�� <?��+��)-�� .� ��!�� " ��$�� -� ��-� � �� "' �%�� -2�"��!��$ �� $��'

�� )�� 7��'��<?��

+�� #�� )� ��+��!�� /"��!��2�"�� -� ��#�� "� �� )�� A��0�%��'��# �2� �� -� �(� &��! ' �%�� Q�� ! ' �%�� #� ��$��2�� '�� " ��& �� !� ��! �� **+� !��!��!� �)�� A�� <� � "��" �� !�#� ��>��#�� A��#�� C2�"��)��'�-"�#�� -� �U��

��!��$ �!��)� ��#�**+�� /"��!��2�"�� #��' � !� �� !�� )�� A�� ! �� !$�' � � ��! �%� �- �� T� �� D�'(�')�$�� +��'��%�"��#�� &��7��-��!� �- �� +�&��'-�� %�T?2��# ��×× !�2��$ ��!�#2 � ��-� #.�� -� �U��2�� )�� A�� &��2� �� !!� � �� .' �� -�#�� 2� -� #.��!� ��2� �� !� ��% �%��%� ��" �%� � �� . �� '�-�#��

��&��-"�� -�� "' �%��$2��!/>%��$� �'�� <��

∆∆(�#*#�$"+,-%%��

�� .*.#�$"+,-%�!� .∆∆(/

��$��!�� ' �� "� ��' ��A��$� �D

�� ∆∆(.#�$"+,-%��

∆∆(�� #�$"+,-%0

��-�#��-"��D

�� .*..#�$"+,-%��#�� .!�%0

5��&��$� !�� 2�"��"�� #.�� -� 2��)��#.-/� '�- �� #� �� 7�� )��'��)��"�#�� 2�"��'$%��!� �- ��' �� !�*++�

<� $�� !�*++2��!�**+��U�� V�� "� ��T?�V�∞2��' �%� �� 7�� !� ��#��"� #� � �"� #� ��2� � �� ' �%� �� !� �� !� ��$�

�� -� �(�� # �!��-�' ��**+�

W�� !'$� !2�� "!��'$�� ' ��2� ��-/� �� !�� !�*++��%� �� '"�� -��# �� !� **+�� <� �!� �� &77� �� !�� '�� !$� !��-� #.� �� -� � �'�� $�� ' �� T?�� 7��<?��6�2 � �-$��"��#��.�2��$��'�� **+� �$�� )��#��#�� ' ��#� ��)��%�

6�)��$ ��**+�(��'��4!�� 7��-> ��&�� )��" �%��#�

0�%��# �2� �� G�� )�� A?��

Рис. 5. Диаграммы токов и напряжений всхеме ООП для режима разрывныхтоков

Рис. 6. Регулировочные характеристикиООП

��

��

�� "�� 4-2� 7��-!� ��'$��# -/� ��!$� ��#�� '��!�� 7��'��<?2�� G��?��<�� )�� A�� $�� "�� 4-�� !$� ��'�� !�� !��!�

<� � �)��2� �� 7�� <?� ��#� -$�� (��!�� !� �� %�� !� ��! �� "� �� 5�� 2"�� -"�� !/��4'��# �� " � �� 2� �� 7��" ��-�� '

�� %� �� ' �� *)�" �� &�� )��" ��7��'�-��!� ��)��!� �- �� #�)�� <?�

<� $�� .�� #�-/��!� ��' �� '��2� ��8*'��!��<�' �%� ��" � (� &�� -� � ��'��!2�� '��>� �� !�-/'>��>��-�#�� "! �$�� )��-��!�� %��

�� %�"�� .��-�� '�� )��#�� "��!� ��$��# -/��#�� ,�2� �'

��-/� � �� !��!�� $�� '�� +��!�� ,��(�7�� )�� ')��# �� 4�� (� �� !�� ,�� 4��)�� A?� �� "��-�� &77� �-� �� "�� !� �� 7��<?�

I��#� �� 2� "�� &��-� �� -� "�� )��-�� -��2��!��!��!/��!�-$��#� '�� +�&��-��-�� ' �� %�� **+� (� �� -/>�� '� ��

0�� (� �� !� ��-��2� ��!'>� �!��/)�%�7��

� ��



ÏÅÐÅÕÎÄÈÌ Â ×ÅÒÂÅÐÒÛÉÊËÀÑÑ

Â «òðåòüåì êëàññå», â ïðåäûäóùåéñòàòüå ìû ðàññìîòðåëè ïðèíöèïäåéñòâèÿ ðîäíîãî áðàòà àâòîìîáèëü-íîé ñèñòåìû çàæèãàíèÿ — íàèáîëååðàñïðîñòðàíåííîãî â ìèðîâîé ïðàêòè-êå ïîñòðîåíèÿ èìïóëüñíûõ èñòî÷íè-êîâ ýëåêòðîïèòàíèÿ îäèíàðíîãî îäíî-òàêòíîãî îáðàòíîõîäîâîãî ïðåîáðàçî-âàòåëÿ (ÎÎÏ).

Âõîäíîå íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ Uâõ

ïîäàåòñÿ íà ïîñëåäîâàòåëüíî ñîåäè-íåííûå ïåðâè÷íóþ îáìîòêó w1 òðàíñ-ôîðìàòîðà Ò1 è êëþ÷, ðåàëèçîâàí-íûé íà ÌÎÏ-òðàíçèñòîðå VT1.

Ïðè îòêðûòîì òðàíçèñòîðå VT1ïåðâè÷íàÿ îáìîòêà w1 òðàíñôîðìàòî-ðà Ò1 ïîäêëþ÷åíà ê èñòî÷íèêó âõîä-íîãî íàïðÿæåíèÿ Uâõ è â èíäóêòèâ-íîñòè îáìîòêè w1 ïðîèñõîäèò íàêàï-ëèâàíèå ýíåðãèè. Ïîñëå çàêðûâàíèÿòðàíçèñòîðà VT1 íàêîïëåííàÿ ýíåð-ãèÿ ñ ïîìîùüþ âòîðè÷íîé îáìîòêè w2÷åðåç âûõîäíîé äèîä VD1 ïîñòóïàåòâ íàãðóçêó è çàðÿæàåò âûõîäíîéôèëüòðóþùèé êîíäåíñàòîð Ñ1.

Ðåãóëèðîâî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêàÎÎÏ íåëèíåéíà:

Uâõ = Uâõ × N × @/(1 – @)

ãäå N = w2/w1 — êîýôôèöèåíòòðàíñôîðìàöèè Ò1, à @ — êîýôôè-öèåíò çàïîëíåíèÿ.

Â ïðåäûäóùåì êëàññå ìû íàøëè äâàèíòåðåñíûõ ìîìåíòà â ðàáîòå ÎÎÏ:

1) òàêèå æå èçìåíåíèÿ @, êàê è âÎÏÏ, ïðèâîäÿò ê áîëüøèì èçìåíåíè-ÿì âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ. Ò.å. ÎÎÏðåãóëèðóåòñÿ â áîëåå øèðîêèõ ïðåäå-ëàõ ìåíüøèìè óñèëèÿìè;

2) òîê ÷åðåç êîíäåíñàòîð Ñ1 èìååòõàðàêòåðíûé ìåäëåííî ñïàäàþùèéó÷àñòîê âî âðåìÿ ïàóçû ðàáîòû ñèëî-âîãî òðàíçèñòîðà VT1, ïðè÷åì ÷àñòüïàóçû òîê ìîæåò èäòè íå â êîíäåíñà-òîð (êîãäà ïðîèñõîäèò æåëàííûé çà-ðÿä êîíäåíñàòîðà), à èç êîíäåíñàòîðà(ðàçðÿä êîíäåíñàòîðà).

Òàê æå, êàê è ó ÎÏÏ, â ÎÎÏ èìå-åòñÿ äâà âîçìîæíûõ õàðàêòåðíûõ ðå-æèìà ïî òîêó âòîðè÷íîé îáìîòêè w2:ðåæèì íåðàçðûâíûõ òîêîâ âî âðåìÿïàóçû è ðåæèì ðàçðûâíûõ òîêîâ âîâðåìÿ ïàóçû ðàáîòû ñèëîâîãî òðàí-çèñòîðà VT1. Ïðè÷åì, â ðåæèìå ðàç-ðûâíûõ òîêîâ ÎÎÏ çàâûøàåò âûõîä-íîå íàïðÿæåíèå ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðåä-ïèñàííûì ðåãóëèðîâî÷íîé õàðàêòå-ðèñòèêîé çíà÷åíèåì.

È åñëè ãëàâíûé ãåðîé, âëàñòåëèí

êîëåö, â ÎÏÏ — òîê íàìàãíè÷èâàíèÿòðàíñôîðìàòîðà, òî â ÎÎÏ ãëàâíûéãåðîé — ýòî èíäóêòèâíîñòü îáìîòêèòðàíñôîðìàòîðà. Êðèòè÷åñêîå çíà÷å-íèå èíäóêòèâíîñòè ïåðâè÷íîé îáìîò-êè w1, îïðåäåëÿþùåå ãðàíèöó ìåæäóðåæèìàìè íåðàçðûâíûõ è ðàçðûâíûõòîêîâ òðàíñôîðìàòîðà Ò1, ðàâíî:

L1 = Uâûõ × T ×× (1 — @ìèí)2/(2Iâûõ × N2).

Èç ýòîãî âûðàæåíèÿ âèäíî, ÷òî÷åì ìåíüøå òîê íàãðóçêè, òåì áîëü-øóþ èíäóêòèâíîñòü òðàíñôîðìàòîðàíåîáõîäèìî îáåñïå÷èâàòü. Âñïîìíèòå,÷òî ïîõîæèé âûâîä ìû ñäåëàëè äëÿèíäóêòèâíîñòè âûõîäíîãî äðîññåëÿÎÏÏ. Ïðè ýòîì ìû îòìåòèëè, ÷òî ðå-æèì ðàçðûâíûõ òîêîâ â ÎÎÏ ìîæåòáûòü âåñüìà ïîëåçåí ïðè ïîñòðîåíèèâûñîêîâîëüòíûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé.

Íàêîíåö ìû ïîêàçàëè, ÷òî ìàãíè-òîïðîâîä òðàíñôîðìàòîðà ïîñòîÿííîíàìàãíè÷åí, ÷òî äèêòóåò íåîáõîäè-ìîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ñåðäå÷íèêîâìàãíèòîïðîâîäà ñ ñîñðåäîòî÷åííûìèëè ðàñïðåäåëåííûì çàçîðîì.

ÐÅÀËÜÍÛÅ ÏÐÎÖÅÑÑÛ Â ÏÐÎÑÒÅÉØÅÌ ÎÎÏ

Êîíå÷íî, ðåàëüíûé ÎÎÏ èìååò äè-àãðàììû íàïðÿæåíèé è òîêîâ, îòëè÷à-þùèåñÿ îò ïî÷òè èäåàëüíûõ äèàãðàìì,ïðèâåäåííûõ â ïðåäûäóùåé ñòàòüå.

Ñðàçó ïîñëå âûêëþ÷åíèÿ òðàíçèñ-òîðà VT1 íà äèàãðàììå íàïðÿæåíèÿíà ñòîêå íàáëþäàåòñÿ äîñòàòî÷íî óç-êèé âûáðîñ íàïðÿæåíèÿ, îáû÷íî çíà-÷èòåëüíîé âåëè÷èíû, ìíîãîêðàòíîïðåâûøàþùåé âõîäíîå íàïðÿæåíèå(ñì. ðèñ. 2à).

Íàëè÷èå íàêîïëåííîé ýíåðãèèW = i2 × Ls/2 â èíäóêòèâíîñòè ðàññå-ÿíèÿ Ls òðàíñôîðìàòîðà Ò1 ïðè âûê-ëþ÷åíèè âûçûâàåò ðåçîíàíñíûé ïåðå-õîäíûé ïðîöåññ íà ñòîêå òðàíçèñòîðàVT1. Ïîñêîëüêó âåëè÷èíà èíäóêòèâ-íîñòè ðàññåÿíèÿ ìàëà, òî ýòîò ïðîöåññèìååò îòíîñèòåëüíî íåáîëüøóþ äëè-òåëüíîñòü, è èãîëü÷àòûé âûáðîñ ðîæ-äàåòñÿ, êàê è â ÎÏÏ.

Îäíàêî çäåñü èìåþòñÿ çàìåòíûåîòëè÷èÿ îò ïðîöåññîâ, ïðîèñõîäÿùèõâ ÎÏÏ.

Âî-ïåðâûõ, ëåãêî çàìåòèòü, ÷òî âÎÏÏ âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ôîðìèðó-åòñÿ ñ ïîìîùüþ èíòåãðàòîðà, óñðåäíè-òåëÿ — âûõîäíîãî LC-ôèëüòðà, ò.å.íàïðÿæåíèå, ïîñòóïàþùåå ñ âûõîäíîéîáìîòêè âî âðåìÿ èìïóëüñà (ïðÿìîéõîä) ïðèíöèïèàëüíî áîëüøå âûõîäíî-ãî. À âûõîäíàÿ îáìîòêà, ñîîòâåòñòâåí-íî, èìååò êîëè÷åñòâî âèòêîâ, àäåêâàò-íîå èìïóëüñíîìó íàïðÿæåíèþ íà îá-ìîòêå.

ÍÀ×ÀËÜÍÀß ØÊÎËÀ ÏÎÑÒÐÎÅÍÈßÈÌÏÓËÜÑÍÛÕ DC/DÑ-ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÒÅËÅÉ(×ÅÒÂÅÐÒÛÉ ÊËÀÑÑ)Àëåêñàíäð Ãîí÷àðîâ, ê.ò.í., ãåíåðàëüíûé êîíñòðóêòîð ãðóïïû êîìïàíèé «Àëåêñàíäåð Ýëåêòðèê»,

êîîðäèíàòîð ÐÀÏÈÝÏ — Ðîññèéñêîé àññîöèàöèè ïðîèçâîäèòåëåé èñòî÷íèêîâ ýëåêòðîïèòàíèÿ

Ðèñ. 1. Ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè îäèíàðíîãîîäíîòàêòíîãî îáðàòíîõîäîâîãîïðåîáðàçîâàòåëÿ

Â ÷åòâåðòîé ñòàòüå öèêëà «Íà÷àëüíàÿ øêîëà» ðàññìàòðèâàþòñÿðåàëüíûå ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå â îäíîòàêòíîì îáðàòíîõîäîâîìïðåîáðàçîâàòåëå (ÎÎÏ) è îäíîòàêòíîì ïðÿìîõîäîâîì ïðåîáðàçîâà-òåëå (ÎÏÏ) ñ ó÷åòîì ðàñïðåäåëåííûõ ïàðàçèòíûõ ïàðàìåòðîâ.Â ñòàòüå àíàëèçèðóþòñÿ îñîáåííîñòè ðåæèìîâ ðàáîòû òðàíçèñòîðîââûõîäíîãî êàñêàäà, ñðàâíèâàþòñÿ õàðàêòåðèñòèêè ÎÎÏ è ÎÏÏ, äà-þòñÿ êðèòåðèè âûáîðà îïòèìàëüíîé ñõåìû äëÿ ðåøåíèÿ êîíêðåòíîéçàäà÷è.



Â ÎÎÏ âûõîäíîå íàïðÿæåíèåôîðìèðóåòñÿ íåïîñðåäñòâåííî ñ âû-õîäíîé îáìîòêè âî âðåìÿ ïàóçû (îá-ðàòíûé õîä). À âûõîäíàÿ îáìîòêà,ñîîòâåòñòâåííî, èìååò êîëè÷åñòâîâèòêîâ, àäåêâàòíîå âûõîäíîìó íàïðÿ-æåíèþ.

Â ðåçóëüòàòå êîëè÷åñòâî âèòêîââûõîäíîé îáìîòêè ÎÏÏ âñåãäà ïðèí-öèïèàëüíî áîëüøå êîëè÷åñòâà âèòêîââûõîäíîé îáìîòêè ÎÎÏ.

Çäåñü, óâàæàåìûé ÷èòàòåëü ÷åòâå-ðîêëàññíèê, ìû äåëàåì î÷åíü âàæíûéâûâîä.

Ïðè îäèíàêîâûõ âèòêàõ ïåðâè÷-íûõ îáìîòîê îäèíàðíîãî ïðÿìîõîäî-âîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ÎÏÏ è îäè-íàðíîãî îáðàòíîõîäîâîãî ïðåîáðàçî-âàòåëÿ ÎÎÏ êîýôôèöèåíò òðàíñ-ôîðìàöèè òðàíñôîðìàòîðà ÎÎÏâñåãäà ìåíüøå, ÷åì ó òðàíñôîðìàòî-ðà ÎÎÏ.

Ò.å. âòîðè÷íàÿ îáìîòêà ÎÎÏ èìå-åò ìàëî âèòêîâ è â ÎÎÏ èìååòñÿáîëüøàÿ, ÷åì â ÎÏÏ ðàçíèöà ìåæäóâèòêàìè ïåðâè÷íîé è âòîðè÷íîé îá-ìîòîê òðàíñôîðìàòîðà. Ýòî îáóñëîâ-ëèâàåò çíà÷èòåëüíî õóäøèå óñëîâèÿìàãíèòíîé ñâÿçè îáìîòîê â ÎÎÏ èêàê ñëåäñòâèå, áîëüøóþ èíäóêòèâ-íîñòü ðàññåÿíèÿ ïåðâè÷íîé îáìîòêèòðàíñôîðìàòîðà â ÎÎÏ.

Ïîýòîìó â ÎÎÏ ýíåðãèÿ âûáðîñàW áîëüøå, ÷åì ýíåðãèÿ â ÎÏÏ, àèãîëü÷àòûé âûáðîñ íàïðÿæåíèÿ íàñòîêå òðàíçèñòîðà VT1 âñåãäà âûøå èáîëüøå ïî äëèòåëüíîñòè, ÷åì â ÎÏÏ!

Âî-âòîðûõ, çàòóõàþùèå êîëåáà-íèÿ èãîëü÷àòîãî âûáðîñà â ÎÏÏ ïðî-èñõîäÿò âîêðóã ëèíèè íàïðÿæåíèÿâõîäíîãî ïèòàíèÿ è äàëåå ïî îáðàçó-þùåé «ïóïêà». Â ÎÎÏ çàòóõàþùèåêîëåáàíèÿ èãîëü÷àòîãî âûáðîñà ïðî-èñõîäÿò âîêðóã ïðèâåäåííîãî ê ïåð-âè÷íîé îáìîòêå âûõîäíîãî íàïðÿæå-íèÿ, ò.å. âîêðóã ëèíèè íàïðÿæåíèÿïèòàíèÿ ïëþñ ïðèâåäåííîå âûõîäíîåíàïðÿæåíèå.

Â ðåçóëüòàòå:Ïðè îäèíàêîâîé êîíñòðóêöèè

òðàíñôîðìàòîðà, â ÎÎÏ èñõîäíûéïàðàçèòíûé âûáðîñ íàïðÿæåíèÿ íàñòîêå ñèëîâîãî òðàíçèñòîðà çíà÷è-òåëüíî áîëüøå ïî óðîâíþ è ýíåðãå-òèêå, ÷åì àíàëîãè÷íûé âûáðîñ âÎÏÏ.

Íà äèàãðàììå òîêà íà ðèñóíêå 2áïðè âêëþ÷åíèè òðàíçèñòîðà VT1 òàê-æå êàê è â ÎÏÏ, íàáëþäàåòñÿ«ðîã» — òðåóãîëüíûé âûáðîñ òîêà ñâûñîêî÷àñòîòíûì ïåðåõîäíûì ïðî-öåññîì. Ïîÿâëåíèå äàííîãî âûáðîñàñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî âêëþ÷åíèå òðàí-çèñòîðà VT1 îáû÷íî ïðîèñõîäèò ïðèçíà÷èòåëüíîì íàïðÿæåíèè íà åãî ñòî-êå, ò.å. òðàíçèñòîðó VT1 ïðè âêëþ÷å-

íèè ïðèõîäèòñÿ ðàçðÿæàòü íà ñåáÿ çà-ðÿæåííóþ äî áîëüøîé âåëè÷èíû åì-êîñòü Ñ2. Äà è âûõîäíîé äèîä VD1åùå íàõîäèòñÿ â ïðîâîäÿùåì ñîñòîÿ-íèè, â ðåçóëüòàòå ïðè âêëþ÷åíèèòðàíçèñòîðà VT1 îáðàçóåòñÿ êîðîòêîåçàìûêàíèå âûõîäíîé îáìîòêè òðàíñ-ôîðìàòîðà Ò1 íà âûõîäíîé êîíäåíñà-òîð Ñ1. Íî äëÿ ýòîãî ñëó÷àÿ âåëè÷è-íó ýêñòðàòîêà, ê ñ÷àñòüþ, îãðàíè÷è-âàåò èíäóêòèâíîñòü ðàññåÿíèÿ òðàíñ-ôîðìàòîðà Ò1.

Äëÿ ïðåäîõðàíåíèÿ ñèëîâîãî òðàí-çèñòîðà ÎÎÏ îò ïðîáîÿ è îò ãóáè-òåëüíîé ïåðåãðóçêè ïî òîêó â ïåðâóþî÷åðåäü íåîáõîäèìî ïðèìåíÿòü òîëü-êî ÌÎÏ-òðàíçèñòîðû. Îíè èìåþòóíèêàëüíûå äèíàìè÷åñêèå õàðàêòå-ðèñòèêè è ïåðåãðóçî÷íóþ ñïîñîá-íîñòü. À ãëàâíîå, ÷òî ó íèõ ïðàêòè-÷åñêè îòñóòñòâóåò ÿâëåíèå âòîðè÷íîãîïðîáîÿ, íå ïîçâîëÿþùåå íàäåæíî èñ-ïîëüçîâàòü â âûñîêî÷àñòîòíûõ ÎÎÏáèïîëÿðíûå òðàíçèñòîðû.

Êðîìå òîãî, ïðèíèìàþòñÿ ñïåöè-àëüíûå ñõåìíûå ðåøåíèÿ, çàùèùàþ-ùèå òðàíçèñòîðû ïî íàïðÿæåíèþ èïî òîêó. Öåïî÷êà R1Ñ3 êðàòêîâðå-ìåííî áåðåò íà ñåáÿ óìåíüøàþùèéñÿðàáî÷èé òîê îáìîòêè w1, ÷òî ïîçâîëÿ-åò áûñòðî è ýëåãàíòíî (ò.å. áåç ïîòåðüè ïåðåãðóçîê) âûêëþ÷èòüñÿ òðàíçèñ-òîðó VT1 ïðè îòíîñèòåëüíî ïëàâíîìíàðàñòàíèè íàïðÿæåíèÿ íà ñòîêå. Çà-ìåäëåíèå ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ òîêà âîáìîòêå w1 íà ýòàïå âûêëþ÷åíèÿòðàíçèñòîðà VT1 ñíèæàåò âåëè÷èíóèãîëü÷àòîãî âûáðîñà íàïðÿæåíèÿ íàñòîêå (âñïîìíèòå ôîðìóëó äëÿ èí-äóêòèâíîñòè). Ðàñïëàòîé çà ýòî ïîëî-æèòåëüíîå äåéñòâèå ÿâëÿåòñÿ äîïîë-íèòåëüíàÿ íàãðóçêà òðàíçèñòîðà VT1íà ýòàïå âêëþ÷åííîãî ñîñòîÿíèÿ, âåäüçàðÿæåííûé êîíäåíñàòîð Ñ3 ïðèõî-äèòñÿ ðàçðÿæàòü. Òàêèì îáðàçîì, ñïîìîùüþ öåïî÷êè R1C3 ôîðìèðóåòñÿòðàåêòîðèÿ âûêëþ÷åíèÿ òðàíçèñòîðàVT1.

Èíäóêòèâíîñòü ðàññåÿíèÿ òðàíñ-ôîðìàòîðà Ò1 (èíîãäà äàæå ïàðàçèò-íîå ÿâëåíèå ïîìîãàåò!) òàêæå ìîæåòñ÷èòàòüñÿ ñõåìíîé ìåðîé, ò.ê. ÷àñòîåå äåéñòâèå â ÎÎÏ, ðàáîòàþùèõ íàâûñîêèõ ÷àñòîòàõ, äîïîëíÿþò ôåððè-òîâîé áóñèíêîé è ò.ï., îäåâàåìîé íàâûâîä îáìîòêè w1 òðàíñôîðìàòîðàÒ1. Âåäü ðîëü èíäóêòèâíîñòè ðàññåÿ-íèÿ äâîÿêà. Ñ îäíîé ñòîðîíû îíà âû-çûâàåò âûáðîñ íàïðÿæåíèÿ íà ñòîêåòðàíçèñòîðà VT1 — «èãîëêó», íî ñäðóãîé — îíà íå ïîçâîëÿåò ðàçâèòüñÿýêñòðàòîêó ÷åðåç VT1 ïðè åãî âêëþ÷å-íèè, îãðàíè÷èâàÿ áðîñîê òîêà.

Ñ «èãîëêîé» áîðþòñÿ ñ ïîìîùüþðàçëè÷íûõ öåïî÷åê, íàïðèìåð VD2,C3, R1 íà ðèñóíêå 1. Ýòà öåïî÷êà îã-

ðàíè÷èâàåò, îáðåçàåò âûáðîñ íàïðÿ-æåíèÿ, êàê ïîêàçàíî êðàñíîé ëèíèåéíà ðèñóíêå 2à.

Äîïîëíèòåëüíûå öåïî÷êè, òèïà ïî-êàçàííûõ íà ñõåìå R4C6, R2C4, R3C5èñïîëüçóþòñÿ äëÿ óìåíüøåíèÿ óðîâíÿïîìåõ, ðîæäàþùèõñÿ â îáìîòêàõ, âýëåìåíòàõ ïå÷àòíûõ ïëàò, â âûâîäàõêîìïîíåíòîâ è ò.ä. âñëåäñòâèå ðåçêèõèçìåíåíèé íàïðÿæåíèé è òîêîâ.

Â îáùåì, ãëàâíîå — â ÎÎÏ äîñòà-òî÷íî ìíîãî ïðåäïîñûëîê äëÿ îïðåäå-ëåííûõ ïîòåðü ÊÏÄ ïî ñðàâíåíèþ ñ ÎÏÏ.

Äóìàéòå. Èòàê, ïîñëå íåáîëüøîãî îòäûõà

ïîãîâîðèì î âûáîðå ñèëîâîãî òðàí-çèñòîðà.

ÂÛÁÎÐ ÑÈËÎÂÎÃÎ ÒÐÀÍÇÈÑÒÎÐÀ ÎÏÏ ÏÎ ÍÀÏÐßÆÅÍÈÞ È ÒÎÊÓ

Ïðîäîëæèì íàøå ðàññìîòðåíèåïðîñòåéøåãî ÎÎÏ ñ âîïðîñà âûáîðàòðàíçèñòîðîâ è äèîäîâ ïî íàïðÿæå-íèþ è òîêó.

Ïîñìîòðèì íà äèàãðàììû, ïîêàçàí-íûå íà ðèñóíêå 2. Êàê áû ìû íå îáðå-çàëè ñ ïîìîùüþ ðàçëè÷íûõ öåïî÷åêïàðàçèòíûé âûáðîñ íàïðÿæåíèÿ íàñòîêå ñèëîâîãî òðàíçèñòîðà VT1, âñåðàâíî íåîáõîäèìî îðèåíòèðîâàòüñÿ íàòî, ÷òî â ñåðèéíîì ïðîèçâîäñòâå îí ìî-æåò äîñòèãàòü çíà÷åíèÿ 10 – 20% îòñóììàðíîãî íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ èïðèâåäåííîãî ê ïåðâè÷íîé îáìîòêå âû-õîäíîãî íàïðÿæåíèÿ.

Ïðè ìàêñèìàëüíîì íàïðÿæåíèè ïè-òàíèÿ, êîãäà äåéñòâóåò ìèíèìàëüíûéêîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ, âñîîòâåòñòâèå ñ ïðàâèëîì ‹4 (ðàâåí-ñòâî âîëüò-ñåêóíäíîé ïëîùàäè íóëþ çàïåðèîä) ëåãêî âû÷èñëèòü:

Ðèñ 2. Äèàãðàììû íàïðÿæåíèÿ è òîêàñòîêà ñèëîâîãî òðàíçèñòîðà ÎÎÏ



Uâûõ = Uâõ.ìàêñ × @ìèí/(1 – @ìèí)

è

Uñ.ìàêñ =Uâõ.ìàêñ + Uâõ.ìàêñ ×× @ìèí/(1 — @ìèí) == Uâõ.ìàêñ/(1 — @ìèí)

Òàêæå çàïèøèòå ñîîòíîøåíèå äëÿÎÎÏ (ïðîâåðüòå, âûâîäèòñÿ ëè îíî èçðåãóëèðîâî÷íîé õàðàêòåðèñòèêè), êàê

@ìèí = @ìàêñ/(@ìàêñ × (1 – Ê) + Ê)).

Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè ïðåîáðàçîâà-òåëåé íàïðÿæåíèÿ âíà÷àëå îáû÷íî çà-äàþòñÿ çíà÷åíèåì ìàêñèìàëüíîãî êî-ýôôèöèåíòà çàïîëíåíèÿ. Äëÿ ïðåîá-ðàçîâàòåëåé, ðàáîòàþùèõ îò íèçêèõâõîäíûõ íàïðÿæåíèé, âîçüìåì, íàï-ðèìåð 0,66.Òîãäà ìèíèìàëüíûé êîýô-ôèöèåíò çàïîëíåíèÿ ïðè äâóêðàòíîìèçìåíåíèè íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ(Ê = 2) áóäåò â ñîîòâåòñòâèè ñ íåëè-íåéíîé ðåãóëèðîâî÷íîé õàðàêòåðèñ-òèêîé ðàâåí 0,5. Óâàæàåìûé ÷èòàòåëüìîæåò ïðîäåëàòü âû÷èñëåíèÿ è ãåî-ìåòðè÷åñêè, ïîëüçóÿñü ïðàâèëîì ¹4.

Òîãäà Uñ.ìàêñ = 2 × Uâõ.ìàêñ.

Òàêèì îáðàçîì, åñëè áû «èãîë-êè» — âûáðîñà èç-çà äåéñòâèÿ èíäóê-òèâíîñòè ðàññåÿíèÿ íå áûëî, òî óæåïðèøëîñü áû âûáèðàòü òðàíçèñòîð VT1íà äâîéíîå ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèåïèòàíèÿ. Äàëåå áåðåì 10 – 20% íàèãîëü÷àòûé âûáðîñ è 20 – 40% çàïàñ ïîíàïðÿæåíèþ, äëÿ îáåñïå÷åíèÿ íåîáõî-äèìîé íàäåæíîñòè. Â ðåçóëüòàòå äëÿÎÎÏ ñ òèïîâûì äâóêðàòíûì èçìåíåíè-åì íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ ïîëó÷àåì:

Uc.ìàêñ = Êçàï × (1,1 … 1,2) × 2 ×× Uâõ.ìàêñ = (2,7 … 3,4) × Uâõ.ìàêñ =

= (3 … 4) × Uâõ.ìàêñ

Âûáîð òðàíçèñòîðà ïî òîêó äëÿñòàáèëèçèðîâàííîãî ÎÎÏ òàêæå êàêè äëÿ ÎÏÏ ïðîèçâîäèòñÿ èñõîäÿ èçâûõîäíîé ìîùíîñòè ÎÏÏ Ðâûõ,ÊÏÄ, âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ Uâõ (ñêîñâåðõóøêè äèàãðàììû òîêà ïîêà íåó÷èòûâàåì).

Ñðåäíèé òîê çà ïåðèîä Iñ1 == Ðâûõ/(ÊÏÄ × Uâõ.ìèí). Èìïóëüñíûé

òîê ïîëó÷àåòñÿ äåëåíèåì ýòîãî âûðàæå-íèÿ íà @, ñîîòâåòñòâóþùèé Uâõìèí,íàïðèìåð @ìàêñ = 0,66. Òîãäà, ñ ó÷åòîì«ðîãà» (Êð = 1,2 … 1,5) ïîëó÷àåìIñ.ìàêñ1 = (1,2 … 1,5) × Ðâûõ × Ê/(ÊÏÄ ×× Uâõ.ìàêñ × @ìàêñ). Äëÿ Uâõ.ìàêñ ìîæíîïîëó÷èòü Iñ.ìàêñ2 = (1,2 … 1,5) ××Ðâûõ/ (ÊÏÄ × Uâõ.ìàêñ × @ìèí), â íàøåìñëó÷àå @ìèí = 0,5. Ñäåëàâ íåîáõîäèìûåâû÷èñëåíèÿ, äëÿ Ê = 2 ïîëó÷àåì Iñ.ìàêñ1

áîëüøå Iñ.ìàêñ2. Çäåñü âûáèðàåì Iñ.ìàêñ1.Àâòîð ðåêîìåíäóåò äëÿ âûáîðà

òðàíçèñòîðà VT1 ïî òîêó â ïðîñòåé-øåì ÎÎÏ (òèïîâîé ÊÏÄ = 0,8, äà èñêîñ âåðõóøêè íåîáõîäèìî ó÷åñòü, àýòî ïðèìåðíî 1,2) èñïîëüçîâàòü ñîîò-íîøåíèå:

Iñ.ìàêñ = (1,2 … 1,5) × (1,2 … 1,4) ×× 1,2 × Ðâûõ × Ê/(ÊÏÄ × Uâõ.ìàêñ ×× @ìàêñ) = (7 … 10) × Ðâûõ/Uâõ.ìàêñ.

Ñ òàêèì âûáîðîì òîêà ìîæíî ñìè-ðèòüñÿ, ó÷èòûâàÿ áîëüøóþ ïåðåãðó-çî÷íóþ ñïîñîáíîñòü ÌÎÏ òðàíçèñòî-ðîâ ïî òîêó, âñå-òàêè ýòî ýíåðãåòèêà,îáóñëîâëåííàÿ èìïóëüñíûì ïðèíöè-ïîì äåéñòâèÿ. À âîò ìèðèòüñÿ ñ áîëü-øèì êîýôôèöèåíòîì ïðåâûøåíèÿ íàï-ðÿæåíèÿ íà ñòîêå â ÎÏÏ íå âñåãäàâîçìîæíî. Ïðåäñòàâüòå, ÷òî ìàêñè-ìàëüíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå 372 Â!(âûïðÿìëåííîå íà âåðõíåì ïðåäåëå+20% íàïðÿæåíèå 220 Â). Â ýòîì ñëó-÷àå íåîáõîäèìî ïðèìåíÿòü ÌÎÏ-òðàí-çèñòîðû ñ ìàêñèìàëüíûì íàïðÿæåíèåìñòîêà 1116…1488 Â, êîòîðûå òåîðåòè-÷åñêè îáëàäàþò çàìåòíî õóäøèìèñâîéñòâàìè ïî áûñòðîäåéñòâèþ è ïîñîïðîòèâëåíèþ êàíàëà, ÷åì áîëåå íèç-êîâîëüòíûå òðàíçèñòîðû è, ñàìîå ãëàâ-íîå, êîòîðûõ ïðàêòè÷åñêè íåò!

ÊÀÊ ÁÛÒÜ?Îáû÷íî ïóòåì ñóùåñòâåííîãî ñíè-

æåíèÿ ÊÏÄ (ñ 80% äî 75 — 70%), à ýòîñîâñåì íåíóæíîå ëèøíåå òåïëî è ïåðåã-ðóçêà âõîäíîãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè,çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàþò ìîùíîñòü öå-ïî÷åê R2C4 è R1C3VD2. Òàêæå èñ-ïîëüçóþò ñëîæíûå ìåòîäû íàìîòêèòðàíñôîðìàòîðà, íàïðàâëåííûå íàóìåíüøåíèå èíäóêòèâíîñòè ðàññåÿíèÿ.Â ðåçóëüòàòå óìåíüøàþò èãîëü÷àòûéâûáðîñ íà ñòîêå òðàíçèñòîðà äî2 – 5%.

Ýòî ïîçâîëÿåò, êàê ìèíèìóì íà20% óìåíüøèòü òðåáîâàíèÿ ê òðàí-çèñòîðó ïî íàïðÿæåíèþ, â íàøåì íå-ðåàëüíîì ñåòåâîì ñëó÷àå ïîÿâëÿþòñÿöèôðû 893…1190 Â. Óæå ëó÷øå, ò.ê.ìîæåò ïðîéòè òðàíçèñòîð ñ íàïðÿæå-íèåì 900 Â, à òàêèå òðàíçèñòîðû ñóäîâëåòâîðèòåëüíûìè õàðàêòåðèñòè-êàìè âûïóñêàåò íåñêîëüêî ôèðì.

Äàëåå íà ïîìîùü â ýòîì íàïðàâëå-íèè ðåøåíèÿ ïðîáëåìû ïðèõîäèò

òîëüêî âàðèàíò ñ óìåíüøåíèåì ìàêñè-ìàëüíîãî êîýôôèöèåíòà çàïîëíåíèÿ.Äëÿ ñåòåâûõ èñòî÷íèêîâ ýëåêòðîïèòà-íèÿ ïî ñõåìå ÎÎÏ îáû÷íî èñïîëüçó-þò @ìàêñ = 0,4 – 0,5. Òîãäà ìîæíî ðå-êîìåíäîâàòü:

Uc.ìàêñ = Uâõ.ìàêñ/(1 - @ìèí) = Êçàï ×× (1,02 … 1,05) × 1,4 × Uâõ.ìàêñ =

= (1,7 … 2) × Uâõ.ìàêñ.

À ýòî óæå ðåàëüíûé ñëó÷àé, ò.ê.ìîæíî ïðèìåíÿòü øèðîêî ðàñïðîñò-ðàíåííûå òðàíçèñòîðû íà 700 Â. Õî-òÿ çàìåòèì, ÷òî äëÿ ÊÏÄ ðàáîòà ñìåíüøèìè êîýôôèöèåíòàìè çàïîëíå-íèÿ èìïóëüñîâ íå ñàìîå ðàäîñòíîå äå-ëî — ðàñòóò ïîòåðè.

Íî êàê æå óìåíüøèòü ïàðàçèòíûéâûáðîñ íàïðÿæåíèÿ áåç ñíèæåíèÿÊÏÄ, êàê èñïîëüçîâàòü ýíåðãèþ ýòî-ãî âûáðîñà â ìèðíûõ öåëÿõ?

Çäåñü óâàæàåìûé ÷èòàòåëü âñïîì-íèì î çàìå÷àòåëüíîé ñõåìå, ðàññìîò-ðåííîé âî âòîðîì êëàññå.

ÅÙÅ ÐÀÇ ÇÀÌÅ×ÀÒÅËÜÍÀßÑÕÅÌÀ

Ýòî òîò æå êîñîé ïîëóìîñò, íî äëÿÎÏÏ (ñì. ðèñ. 3).

Â ýòîé ñõåìå ýíåðãèÿ ïàðàçèòíûõâûáðîñîâ íàïðÿæåíèÿ ðåêóïåðèðóåò-ñÿ â ïåðâè÷íûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ñïîìîùüþ äèîäîâ VD3. ×òî è ïîçâî-ëÿåò ñîõðàíèòü âûñîêèé ÊÏÄ.

È ñàìîå ãëàâíîå — ýòà ñõåìà ïîç-âîëÿåò èìåòü ñàìîå íèçêîå íàïðÿæå-íèå íà ñòîêå ñèëîâûõ òðàíçèñòîðîâVT1. Îíî íå ïðåâûøàåò íàïðÿæåíèåïèòàíèÿ Uâõ. Êîíå÷íî, óâàæàåìûé÷èòàòåëü ïîíèìàåò, ÷òî ñèëîâûå òðàí-çèñòîðû äîëæíû îòêðûâàòüñÿ è çàê-ðûâàòüñÿ îäíîâðåìåííî.

Ñõåìà êîñîãî ïîëóìîñòà ìîæåò ýô-ôåêòèâíî ïðèìåíÿòüñÿ â ÎÎÏ, ïðåä-íàçíà÷åííûõ äëÿ ðàáîòû ñ ïîâûøåí-íûìè âõîäíûìè íàïðÿæåíèÿìè ïèòà-íèÿ. Êàê ìû ðàíåå óêàçûâàëè, ýòà çà-ìå÷àòåëüíàÿ ñõåìà ïîçâîëÿåò èñïîëü-çîâàòü îòíîñèòåëüíî äåøåâûå ñèëîâûåòðàíçèñòîðû ñ íåâûñîêèì ïðîáèâíûìíàïðÿæåíèåì. Â ýòîì ñëó÷àå îäèí èçåå íåäîñòàòêîâ, ò.å. ïîñëåäîâàòåëüíîåâêëþ÷åíèå íà ïóòè ðàáî÷åãî òîêà îá-ìîòêè w1 òðàíñôîðìàòîðà Ò1 äâóõòðàíçèñòîðîâ, ñãëàæèâàåòñÿ òåì, ÷òîíèçêîâîëüòíûå òðàíçèñòîðû èìåþò ïî-íèæåííîå ñîïðîòèâëåíèå îòêðûòîãîêàíàëà, âñëåäñòâèå ÷åãî áîëüøèõ ïî-òåðü ìîùíîñòè íå ïðîèñõîäèò.

ÒÀÊ ÊÒÎ ÆÅ ËÓ×ØÅ, ÌÅÐÑÅÄÅÑ ÈËÈ ÏÅÆÎ?

Ò.å. îäèíàðíûé îäíîòàêòíûé îáðàò-íîõîäîâîé ïðåîáðàçîâàòåëü èëè îäè-íàðíûé îäíîòàêòíûé ïðÿìîõîäîâîéïðåîáðàçîâàòåëü, ÎÎÏ èëè ÎÏÏ. Ïî-

Ðèñ 3. Ñõåìà ÎÎÏ — êîñîé ïîëóìîñò



ñìîòðèòå íà äîðîãè (äëÿ ýòîãî ëó÷øåâðåìåííî ïåðåíåñòèñü çà ðóáåæ). Åçäÿòè òå, è äðóãèå, à èíîãäà Ïåæî äàæå ÷à-ùå âñòðå÷àþòñÿ, ÷åì Ìåðñåäåñû.

Âîò è íà ýòîò âîïðîñ, óâàæàåìûé÷èòàòåëü, íå òîðîïèòåñü îòâå÷àòü.

Äàâàé ïðîâåäåì íåêîòîðûå ñðàâíå-íèÿ.

Ïî ìàêñèìàëüíîìó íàïðÿæåíèþíà ñèëîâîì òðàíçèñòîðå äëÿ îäèíàð-íîãî îäíîòàêòíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿíàïðÿæåíèÿ, åñëè íå èñïîëüçóåòñÿ çà-ìå÷àòåëüíàÿ ñõåìà êîñîãî ïîëóìîñòà,íåîáõîäèìî

Uc.ìàêñ = (4 … 5) × Uâõ.ìàêñ äëÿ ÎÏÏ èUc.ìàêñ = (3 … 4) × Uâõ.ìàêñ äëÿ ÎÎÏ

Ò.å. çäåñü Ïåæî çàìåòíî îáãîíÿåò.Ïî ìàêñèìàëüíîìó òîêó:

Iñ.ìàêñ = (7 … 8 … 10) × Ðâûõ/Uâõ.ìàêñ

îíè ïðàêòè÷åñêè îäèíàêîâû.Ïî âîçìîæíîñòè èñïîëüçîâàòü çà-

ìå÷àòåëüíóþ ñõåìó êîñîãî ïîëóìîñòàíàøè Ïåæî (ÎÎÏ) è Ìåðñåäåñ(ÎÏÏ) èäóò âðîâåíü.

Êîíå÷íî, ñõåìîòåõíè÷åñêè ÎÎÏïðîùå ÎÏÏ. Îñîáåííî, êîãäà â ïîïó-ëÿðíûõ æóðíàëàõ ðèñóåòñÿ òîëüêî óï-ðîùåííàÿ ñèëîâàÿ ÷àñòü, ýòàê ýëåìåíòîâíà ïÿòü — øåñòü. Òîãäà áðîñàåòñÿ â ãëà-çà, ÷òî â ÎÎÏ âûõîäíîãî äðîññåëÿ-òîíåò! Êîíå÷íî, ýòî õîðîøî, ìîòî÷íûõýëåìåíòîâ ìåíüøå. Îäíàêî â ðåàëüíîéñõåìå, ñîäåðæàùåé âñåãäà íå îäèí äåñÿ-òîê êîìïîíåíòîâ — óâàæàåìûé ÷èòà-òåëü, íå áåðèòå ñõåìû èç ðåêëàìíûõ ñòà-òåé! — êîëè÷åñòâåííîå ðàçëè÷èå â êîì-ïîíåíòàõ ÎÎÏ è ÎÏÏ íèâåëèðóåòñÿ.

Äàëüíåéøåå ðàññëåäîâàíèå ýòîãîäåòåêòèâíîãî ìîìåíòà ïðèâîäèò ê ñëå-äóþùèì ñðàâíåíèÿì è âîïðîñàì.

×òî ëó÷øå: èìåòü äâà ìîòî÷íûõýëåìåíòà, êàæäûé èç êîòîðûõ îïòèìè-çèðîâàí ïî ýëåêòðîìàãíèòíûì èêîíñòðóêòèâíûì ïàðàìåòðàì âñëåä-ñòâèå ïðèíöèïèàëüíîé âîçìîæíîñòèðàçäåëèòü ôóíêöèè òðàíñôîðìàòîðà èäðîññåëÿ â ðàçíûå êîìïîíåíòû äëÿÎÏÏ, èëè èìåòü íåäîîïòèìèçèðîâàí-

íûé òðàíñôîðìàòîð íà ïëîõîì äëÿòðàíñôîðìàòîðà ìàãíèòîïðîâîäå äðîñ-ñåëÿ è îäíîâðåìåííî èìåòü äðîññåëü,êîòîðîìó ÿâíî ìåøàþò òðàíñôîðìà-òîðíûå àòðèáóòû â ÎÎÏ?

×òî ëó÷øå äëÿ íàäåæíîñòè: èìåòüíà âûõîäå öåëóþ ãèðëÿíäó àëþìèíè-åâûõ (çàòî î÷åíü äåøåâûõ) èëè â ëó÷-øåì ñëó÷àå òàíòàëîâûõ èëè êåðàìè-÷åñêèõ (íî è òå, è äðóãèå áåçóìíî äî-ðîãè) êîíäåíñàòîðîâ â ÎÎÏ èëè çíà-÷èòåëüíî ñîêðàòèòü êîëè÷åñòâî âû-õîäíûõ êîíäåíñàòîðîâ, ïåðåëîæèâçíà÷èòåëüíóþ äîëþ ôóíêöèè ôèëüò-ðàöèè íà âûõîäíîé äðîññåëü â ÎÏÏ?

×òî ëó÷øå äëÿ ìàññîâîãî ïðîèçâî-äñòâà: ìîòàòü òîëüêî îäèí ìíîãî îá-ìîòî÷íûé êîìïîíåíò èëè ìó÷èòñÿ ñíàìîòêîé äâóõ ðàçíîðîäíûõ íåóíè-ôèöèðîâàííûõ êîìïîíåíòîâ?

Äàëåå ñþäà ñïîðùèêè ìîãóò äîáà-âèòü, ÷òî ñ ÎÎÏ ãîðàçäî ëåã÷å ðåàëè-çîâûâàòü øèðîêèé äèàïàçîí èçìåíå-íèÿ âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, äðóãèå àð-ãóìåíòèðîâàíî äîêàæóò, ÷òî â ÎÏÏâñå-òàêè ïóòü ïðîõîæäåíèÿ ýíåðãèèïðè ïðåîáðàçîâàíèè êîðî÷å è ïðÿìåå(ìîæåò áûòü, ïîýòîìó îí ïðÿìî õî-äèò?) è, êàê ñëåäñòâèå, ÊÏÄ ÷óòü âû-øå è ò.ä., è ìíîãîå ò.ï.

Íàó÷íûé è ïðîèçâîäñòâåííûéîïûò àâòîðà ñóðîâî ïîêàçàë, ÷òî:

Çàðàíåå, àïðèîðè, ïðè âûáîðåñòðóêòóðû îäíîòàêòíîãî ïðåîáðàçî-âàòåëÿ íàïðÿæåíèÿ íåâîçìîæíî îò-äàòü ïðåäïî÷òåíèå ÎÏÏ èëè ÎÎÏ,îðèåíòèðóÿñü òîëüêî íà ýíåðãåòè÷åñ-êèå õàðàêòåðèñòèêè: òîê, íàïðÿæå-íèå, ìîùíîñòü, ÊÏÄ.

Ñàìè ïîíèìàåòå, èíà÷å áîëüøèí-ñòâî åçäèëî áû òîëüêî íà Ìåðñåäåñàõèëè òîëüêî íà Ïåæî.

Íåîáõîäèìî, â êàæäîì êîíêðåò-íîì ñëó÷àå ÎÁßÇÀÒÅËÜÍÎ ïîäðîá-íî ðàññìîòðåòü îáà âàðèàíòà. È ïðè-íèìàòü âî âíèìàíèå íå òîëüêî íàïðÿ-æåíèÿ, òîêè, ìîùíîñòè, äèàïàçîíûèõ èçìåíåíèÿ, ïîâåäåíèå ýíåðãåòè÷åñ-êèõ õàðàêòåðèñòèê â ïðîãíîçèðóåìûõêðèòè÷åñêèõ è ïåðåõîäíûõ ðåæèìàõ.

Íåîáõîäèìî ðàññìîòðåòü òîíêîñòèòåõíîëîãèè ïðîèçâîäñòâà, êîíñòðóê-òèâíûå ïðèíöèïû, çàêëàäûâàåìûå âèçäåëèå, óñëîâèÿ òåïëîïåðåäà÷è, âà-ðèàíòû êîìïîíîâêè, îãðàíè÷åíèÿ ïîâûáîðó ðàáî÷åé ÷àñòîòû, íåîáõîäè-ìîñòü èëè âðåäíîñòü äðîáëåíèÿ êðóï-íîðàçìåðíûõ ìîòî÷íûõ êîìïîíåíòîâíà ÷àñòè, òðåáîâàíèÿ íèçêîïðîôèëü-íîñòè è ìíîãîå äðóãîå.

Òàêèì îáðàçîì, âûáîð ìîæåòáûòü ñäåëàí òîëüêî ñ ó÷åòîì ìíîæå-ñòâà êîíêðåòíûõ óñëîâèé è îãðàíè-÷åíèé, â ðÿäå ñëó÷àåâ êîíñòðóêòèâ-íî-òåõíîëîãè÷åñêîãî è ïðîèçâîä-ñòâåííîãî ïëàíà, íåæåëè ýëåêòðè÷åñ-êîãî è íàó÷íîãî.

Íó à êàê æå áûòü ñ ðåêîìåíäàöè-ÿìè íåêîòîðûõ ó÷åíûõ, êîòîðûå ãðà-íèöó ïðèìåíÿåìîñòè ÎÎÏ è ÎÏÏïðèâîäÿò â âèäå óêàçóþùåãî ìîùíî-ñòíîãî ðàçäåëåíèÿ?

Àâòîð (óëûáàÿñü) äóìàåò, ÷òî ïî-ëåò ó÷åíîé ìûñëè íå îãðàíè÷åí…

ÈÒÀÊ, ÄÎÐÎÃÎÉ È ÓÂÀÆÀÅÌÛÉ×ÈÒÀÒÅËÜ È Ó×ÅÍÈÊ!

Äîëæåí Âàñ ïîçäðàâèòü, åñëè Âûâíèìàòåëüíî, ñ êàðàíäàøîì â ðóêàõèçó÷àëè ìàòåðèàëû âñåõ ÷åòûðåõêëàññîâ, ïðîèçâîäèëè ñâîè ïîäñ÷åòû(à èíîãäà è âûÿâëÿëè íåáîëüøèå ëÿ-ïû àâòîðà, íàïðèìåð, êîýôôèöèåíòíàïðÿæåíèÿ ïðè âûáîðå òðàíçèñòîðàÎÏÏ â îäíîé èç ôîðìóë äîëæåíáûòü íå 2,8, à 2,4) —

Âû çàêîí÷èëè Íà÷àëüíóþ Øêîëóè ïåðåõîäèòå â ïÿòûé êëàññ áåç ýêçà-ìåíîâ.

Äàëüøå, â ñëåäóþùèõ êëàññàõ ìûïîãîâîðèì î áîëåå çàäóì÷èâûõ, íî íåìåíåå èíòåðåñíûõ è óâëåêàòåëüíûõìîìåíòàõ ïðîôåññèîíàëüíûõ ðåøå-íèé â îáëàñòè èìïóëüñíûõ DC/DC-ïðåîáðàçîâàòåëåé.

Íî ýòî óæå áóäåò Ñðåäíÿÿ øêîëà. Âíèìàòåëüíî ñëåäèòå çà âûïóñêàìè

«Ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ»: ïîêóïàé-òå æóðíàëû, äàðèòå çíàêîìûì, ïðèíî-ñèòå àâòîðó äëÿ äà÷è àâòîãðàôà!

ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ ÏÈÒÀÍÈß: ñõåìîòåõíèêà

3939«Ýëåêòðîííûå êîìïîíåíòû» ¹6′′ 2003

Â ïåðâûõ ÷åòûðåõ ñòàòüÿõ-êëàññàõìû ïðàêòè÷åñêè óæå ðàññìîòðåëè ñà-ìûå âàæíûå îñíîâû ïîñòðîåíèÿ èì-ïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé. Ìîæíîáûëî áû ñ÷èòàòü, ÷òî íà÷àëüíàÿ øêî-ëà îêîí÷åíà è ìû âìåñòå ñ ÷èòàòåëÿ-ìè-ó÷åíèêàìè ïåðåõîäèì â ñðåäíþþøêîëó. Îäíàêî èìååòñÿ íåñêîëüêîðàçäåëîâ â äàííîé ïðèêëàäíîé íàóêå,áåç êîòîðûõ ïðèìåíÿòü íà ïðàêòèêåïîëó÷åííûå çíàíèÿ áóäåò òðóäíîâàòî.Ïîýòîìó åñòü ïðåäëîæåíèå ïîó÷èòüñÿåùå íåìíîãî. À óæ ïîòîì ïåðåéòè âñðåäíþþ è äàëåå â âûñøóþ øêîëó.

Íàìåòèì ñëåäóþùåå äâèæåíèå âíàøåì îáðàçîâàíèè â ðàìêàõ íà÷àëü-íîé øêîëû.

Â ïÿòîì è øåñòîì êëàññàõ ìûïðîéäåì ñäâîåííûå è äâóõòàêòíûåïðåîáðàçîâàòåëè, â ñåäüìîì — ïðåîá-ðàçîâàòåëè ñ íóëÿìè íàïðÿæåíèÿ èíóëÿìè òîêà, íó à åñëè áóäóò âîçìîæ-íîñòè, â âîñüìîì ïîãîâîðèì î ïîìå-õàõ è òåïëîâûõ ïðîáëåìàõ.

Èòàê, ÷òî æå ìû óçíàëè î íàèáî-ëåå ðàñïðîñòðàíåííûõ èìïóëüñíûõïðåîáðàçîâàòåëÿõ — îäèíàðíîì ïðÿ-ìîõîäîâîì ïðåîáðàçîâàòåëå ÎÏÏ èîäèíàðíîì îáðàòíîõîäîâîì ïðåîáðà-çîâàòåëå ÎÎÏ, íå áåç óìûñëà îáî-çíà÷åííûõ íàìè, êàê ñâîåîáðàçíûåÌåðñåäåñ è Ïåæî (àâòîð íàäååòñÿ,÷òî íîìåðà æóðíàëîâ ñ ïðåäûäóùè-ìè ñòàòüÿìè-êëàññàìè ÷èòàòåëè ñî-õðàíèëè)?

Ìû çíàåì, ÷òî â ÎÏÏ ôóíêöèèãàëüâàíè÷åñêîé ðàçâÿçêè, òðàíñôîð-ìèðîâàíèÿ íàïðÿæåíèÿ è òîêà èôóíêöèè ôèëüòðàöèè, ïðåîáðàçîâà-íèÿ âñåãî èìïóëüñíîãî â àíàëîãîâîå÷åòêî ðàçäåëåíû ìåæäó òðàíñôîðìà-òîðîì è äðîññåëåì. Â ÎÎÏ ýòèôóíêöèè â îñíîâíîì ñîâìåùåíû âîäíîì ýëåìåíòå — â äðîññåëå-òðàíñ-ôîðìàòîðå.

Ìû âûâåëè, ÷òî â ÎÏÏ ìàãíèòîï-ðîâîä òðàíñôîðìàòîðà ìîæåò ïåðå-ìàãíè÷èâàòüñÿ ïî ñèììåòðè÷íîé ïåò-ëå ãèñòåðåçèñà, èñïîëüçóÿ ìàêñèìàëü-íûé äèàïàçîí èíäóêöèè, â òî âðåìÿêàê â ÎÎÏ ìàãíèòîïðîâîä òðàíñôîð-ìàòîðà íàõîäèòñÿ ïîä äåéñòâèåì îä-íîíàïðàâëåííîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ èïîñòîÿííî íàìàãíè÷åí.

Ãëàâíûé ãåðîé — «âëàñòåëèí êî-ëåö» â òðàíñôîðìàòîðå ÎÏÏ — òîêíàìàãíè÷èâàíèÿ, à â òðàíñôîðìàòîðå(äðîññåëå) ÎÎÏ èìååòñÿ ãëàâíàÿ ãåðî-èíÿ — èíäóêòèâíîñòü îáìîòîê. Ðåãó-ëèðîâî÷íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ÎÏÏ —ëèíåéíà, à ÎÎÏ — íåëèíåéíà, õîòÿýòî è íå òàê óæ ïëîõî, èáî òàêèå æåèçìåíåíèÿ @ â ÎÎÏ, êàê â ÎÏÏ,ïðèâîäÿò ê áîëüøèì èçìåíåíèÿì âû-õîäíîãî íàïðÿæåíèÿ. Ò.å. ÎÎÏ ðåãó-ëèðóåòñÿ â áîëåå øèðîêèõ ïðåäåëàõìåíüøèìè óñèëèÿìè.

Ìû ñäåëàëè âàæíûé âûâîä, ÷òîçàðàíåå, àïðèîðè, íåâîçìîæíî îò-äàòü ïðåäïî÷òåíèå ÎÏÏ èëè ÎÎÏ,îðèåíòèðóÿñü òîëüêî íà ýíåðãåòè-÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè.

Íåîáõîäèìî ïðèíèìàòü âî âíèìà-íèå íå òîëüêî íàïðÿæåíèÿ, òîêè,ìîùíîñòè, äèàïàçîíû èõ èçìåíåíèÿ,ïîâåäåíèå ýíåðãåòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñ-òèê â ïðîãíîçèðóåìûõ êðèòè÷åñêèõ èïåðåõîäíûõ ðåæèìàõ. Îáÿçàòåëüíîïðèäåòñÿ ðàññìîòðåòü òîíêîñòè òåõíî-ëîãèè ïðîèçâîäñòâà, êîíñòðóêòèâíûåïðèíöèïû, çàêëàäûâàåìûå â èçäåëèå,óñëîâèÿ òåïëîïåðåäà÷è, âàðèàíòûêîìïîíîâêè, îãðàíè÷åíèÿ ïî âûáîðóðàáî÷åé ÷àñòîòû, íåîáõîäèìîñòü èëèâðåäíîñòü äðîáëåíèÿ êðóïíîðàçìåð-íûõ ìîòî÷íûõ êîìïîíåíòîâ íà ÷àñòè,òðåáîâàíèÿ íèçêîïðîôèëüíîñòè èìíîãîå äðóãîå.

Îáúåêòèâíûé âûáîð ìåæäó ÎÏÏèëè ÎÎÏ ìîæåò áûòü ñäåëàí òîëüêî

ñ ó÷åòîì ìíîæåñòâà êîíêðåòíûõ óñëî-âèé è îãðàíè÷åíèé, â ðÿäå ñëó÷àåâêîíñòðóêòèâíî-òåõíîëîãè÷åñêîãî èïðîèçâîäñòâåííîãî ïëàíà, íåæåëèýëåêòðè÷åñêîãî è íàó÷íîãî.

Ãîâîðÿ ñ óëûáêîé — ìû íå ñìîã-ëè óçíàòü, ÷òî ëó÷øå, Ìåðñåäåñ èëèÏåæî. Íî çàòî óçíàëè óíèâåðñàëü-íóþ ñõåìó ñ íå ñîâñåì ñåðüåçíûì íàç-âàíèåì — êîñîé ïîëóìîñò, êîòîðàÿîêàçàëàñü ïàëî÷êîé-âûðó÷àëî÷êîé èäëÿ ÎÏÏ è äëÿ ÎÎÏ â ñëó÷àÿõ, êîã-äà äàæå óíèêàëüíûå ñâîéñòâà ÌÎÏ-òðàíçèñòîðîâ ïî áûñòðîäåéñòâèþ, ïå-ðåãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòè è îòñóò-ñòâèþ âòîðè÷íîãî ïðîáîÿ íå ïîìîãà-þò — â ñëó÷àÿõ ðàáîòû ñ ïîâûøåí-íûìè âõîäíûìè íàïðÿæåíèÿìè.

Çäåñü âíèìàòåëüíûé ÷èòàòåëü âîç-ìîæíî ñïðîñèò — à çà÷åì íàì ïîíà-äîáèëèñü òàíêèñòû è âåëîñèïåä? Äå-ëî â òîì, ÷òî â ýòîì êëàññå ìû ïîãî-âîðèì î ñäâîåííûõ îäíîòàêòíûõ ïðå-îáðàçîâàòåëÿõ íàïðÿæåíèÿ, â êîòî-ðûõ ïðîãëÿäûâàþò àíàëîãèè ñ äâóìÿïåäàëÿìè (äâóìÿ ðóêàìè, äâóìÿ íîãà-ìè è ò.ï.).

Ïåðåõîäèì â ïÿòûé êëàññÇà÷åì íóæíî ñäâàèâàòü èìïóëüñ-

íûå ïðåîáðàçîâàòåëè íàïðÿæåíèÿ?Êîíå÷íî, íå òîëüêî çàòåì, ÷òîáû óâå-ëè÷èòü ìîùíîñòü â íàãðóçêå. Äàâàéòåïîñìîòðèì íà ïðîáëåìû ïîâûøåíèÿ÷àñòîòû èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòå-ëåé êàê ñðåäñòâî ìèíèàòþðèçàöèè ñïîçèöèé ýëåìåíòíîé áàçû.

Íàèáîëåå òðóäíî äàåòñÿ ïîâûøå-íèå ÷àñòîòû äëÿ ñèëîâûõ òðàíçèñòî-ðîâ. Ïðåäñòàâüòå, ÷òî ïðè êàæäîìâêëþ÷åíèè ñèëîâîé òðàíçèñòîð ïî÷òèìãíîâåííî ðàçðÿæàåò ñàì íà ñåáÿñîáñòâåííûå åìêîñòè, ñâÿçàííûå ñ åãîñòîêîì, ïî÷òè ìãíîâåííî ðàçðÿæàåò(çàðÿæàåò) âñå åìêîñòè êîíñòðóêöèè,

ÍÀ×ÀËÜÍÀß ØÊÎËÀ ÏÎÑÒÐÎÅÍÈßÈÌÏÓËÜÑÍÛÕ DC/DC-ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÒÅËÅÉ(ÏßÒÛÉ ÊËÀÑÑ)

«Äâà òàíêèñòà — äâà âåñåëûõ äðóãà…»*

* Âåñåëûõ äðóçåé-òàíêèñòîâ, êàê èçâåñòíî, áûëî ÷óòü áîëüøå, íî íå â ýòîì ñóòü. Ïîïðîáóéòåïîêðóòèòü ïåäàëè âåëîñèïåäà îäíîé íîãîé. Íå î÷åíü ïîýòè÷íî? Äâóìÿ êîíå÷íî ñïîñîáíåå, ìîù-íîñòü áîëüøå — äâèãàåòñÿ áûñòðåå.

Àëåêñàíäð Ãîí÷àðîâ, ê.ò.í., ãåíåðàëüíûé êîíñòðóêòîð ãðóïïû êîìïàíèé «Àëåêñàíäåð

Ýëåêòðèê», êîîðäèíàòîð ÐÀÏÈÝÏ – Ðîññèéñêîé àññîöèàöèè ïðîèçâîäèòåëåé èñòî÷íèêîâ

ýëåêòðîïèòàíèÿ



Òåë.: (095) 741-7701

ñîåäèíÿþùèå ñòîê ñ øèíàìè ïèòàíèÿ.Òàêæå èìåþòñÿ ýêñòðàòîêè, âûçâàí-íûå ìîìåíòàìè êîðîòêîãî çàìûêàíèÿâ ìàãíèòíûõ öåïÿõ ïðè ïåðåêëþ÷åíèèâûõîäíûõ äèîäîâ è ò.ï. Â ðåçóëüòàòåîäèí ðàç çà ïåðèîä ñèëîâîé òðàíçèñ-òîð èñïûòûâàåò çíà÷èòåëüíûå òîêî-âûå ïåðåãðóçêè ïðè âêëþ÷åíèè. Åñòå-ñòâåííî, ïðè ïîâûøåíèè ÷àñòîòû ñè-ëîâûì òðàíçèñòîðàì ïðèõîäèòñÿ âñåòðóäíåå, ÷òî ïðîÿâëÿåòñÿ â âèäå âñåáîëüøåãî íàãðåâà (òåðÿåòñÿ ÊÏÄ).Òàê è äî áåäû — âûõîäà èç ñòðîÿ —íåäàëåêî.

À âîò ëåã÷å âñåãî ïîâûøåíèå ÷àñ-òîòû ïåðåíîñÿò ðåàêòèâíûå ýëåìåí-òû, òðàíñôîðìàòîðû, äðîññåëè, êîí-äåíñàòîðû ôèëüòðîâ, ñîáñòâåííî ðà-äè óìåíüøåíèÿ ðàçìåðîâ êîòîðûõ èçàòåâàåòñÿ óâåëè÷åíèå ÷àñòîòû. Êñòà-òè, ïðè íåóìåðåííîì ïîâûøåíèè ÷àñ-òîòû òåïëîâûå ïîòåðè íàñòîëüêî âîç-ðàñòàþò, ÷òî óâåëè÷èâàþùèéñÿ îáú-åì òðåáóåìûõ ñèñòåì îõëàæäåíèÿ äå-ëàåò âñå ýòè óñèëèÿ áåññìûñëåííû-ìè. Ãîâîðÿ èíûìè ñëîâàìè, èìååòñÿ

íåêîòîðîå îïòèìàëüíîå çíà÷åíèå ÷àñ-òîòû, âûøå êîòîðîãî ïîäíèìàòüñÿâðåäíî.

Ñõåìû ñäâîåííûõïðåîáðàçîâàòåëåé, ðàññåèâàþùèõýíåðãèþ, íàêîïëåííóþ â ñåðäå÷íèêåòðàíñôîðìàòîðà è â åãîèíäóêòèâíîñòè ðàññåÿíèÿ, â òåïëî

Î÷åâèäíà ïîëåçíîñòü ðåøåíèé,êîãäà çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ ÷èñëà ñèëî-âûõ òðàíçèñòîðîâ, ðàáîòàþùèõ îäèíðàç çà ïåðèîä, íî ñ âðåìåííûì ñäâè-ãîì, îáåñïå÷èâàåòñÿ ïîâûøåíèå ÷àñ-òîòû èìïóëüñíûõ ïðîöåññîâ â ðåàê-òèâíûõ ýëåìåíòàõ. Ò.å. ñèëîâûå òðàí-çèñòîðû ðàáîòàþò ñ íèçêîé ÷àñòîòîé,à áîëüøèíñòâî ðåàêòèâíûõ ýëåìåí-òîâ — ñ âûñîêîé (â äàííîì ñëó÷àå —óäâîåííîé).

Òàêîå ðåøåíèå ÿâëÿåòñÿ ÷àñòíûìè íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûì ñëó÷à-åì ìíîãîôàçíûõ ïðåîáðàçîâàòåëåéíàïðÿæåíèÿ — ôàêòè÷åñêè ìû ðàñ-ñìàòðèâàåì äâóõôàçíûå ïðåîáðàçîâà-òåëè. Ïðèíöèïèàëüíîå îòëè÷èå ñäâî-

åííûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé îò òàê íàçû-âàåìûõ äâóõòàêòíûõ çàêëþ÷àåòñÿ âèñïîëüçîâàíèè äâóõ òðàíñôîðìàòîðîââìåñòî îäíîãî.

Îáðàòèì âíèìàíèå íà ñõåìû ñäâî-åííîãî ÎÏÏ (ÑÏÏ) è ñäâîåííîãîÎÎÏ (ÑÎÏ), ïîêàçàííûå íà ðèñóí-êàõ 1 è 2.

Ïåðâàÿ ñõåìà ñîñòîèò èç äâóõ îáú-åäèíåííûõ ïî âûõîäó ÎÏÏ. Ñèëîâû-ìè òðàíçèñòîðàìè ïðåîáðàçîâàòåëåéóïðàâëÿåò äâóõòàêòíàÿ ñõåìà óïðàâ-ëåíèÿ (ÑÓ), ðàáîòàþùàÿ íà óäâî-åííîé ÷àñòîòå è ïîäàþùàÿ ïîñëåäîâà-òåëüíîñòü èìïóëüñîâ íà çàòâîðû ñè-ëîâûõ òðàíçèñòîðîâ ñî ñäâèãîì íà180 ãðàäóñîâ.

Ôàêòè÷åñêè çà îäèí ïåðèîä ïåðå-êëþ÷åíèé êàæäîãî ñèëîâîãî òðàíçèñ-òîðà âñå ýëåìåíòû ïðåîáðàçîâàòåëÿçàäåéñòâóþòñÿ òîëüêî îäèí ðàç, ò.å.ðàáîòàþò ñ òàêîé æå ÷àñòîòîé. Èñ-êëþ÷åíèå ñîñòàâëÿþò îáâîäíûå äèî-äû VD2 è VD2′ ñî ñâîèìè öåïî÷êàìèè ñàìîå ãëàâíîå — ýëåìåíòû âûõîä-íîãî ôèëüòðà L1, C1, à òàêæå ýëåìåí-òû âõîäíîãî ôèëüòðà (óñëîâíî ïîêà-çàí â âèäå êîíäåíñàòîðà Ñ7), êîòîðûåðàáîòàþò íà óäâîåííîé ÷àñòîòå.

Â ðåçóëüòàòå ìîæíî çíà÷èòåëü-íî óìåíüøèòü îáúåì âûõîäíîãî èâõîäíîãî ôèëüòðîâ è óëó÷øèòü ïî-êàçàòåëè ìèíèàòþðèçàöèè ïðåîáðà-çîâàòåëÿ ïðè óâåëè÷åííîé âûõîäíîéìîùíîñòè.

Òåîðèÿ òàêèõ ïðåîáðàçîâàòåëåéïîêàçûâàåò, ÷òî ñäâèã èìïóëüñíûõïîñëåäîâàòåëüíîñòåé óïðàâëåíèÿ ñè-ëîâûìè òðàíçèñòîðàìè íà 180 ãðàäó-ñîâ îòâå÷àåò íàèáîëåå îïòèìàëüíîìóïðîöåññó ôèëüòðàöèè â âûõîäíîìôèëüòðå.

Íàèáîëåå áëèçêàÿ àíàëîãèÿ èçæèçíè — ïðèâîä âåëîñèïåäà ñ ïî-ìîùüþ äâóõ íîã, ðàáîòàþùèõ ïî î÷å-ðåäè.

Ïûòëèâûé ÷èòàòåëü êîíå÷íîïðåäëîæèò îáúåäèíèòü äèîäû VD2 èVD2′ ñî ñâîèìè öåïî÷êàìè â îäèíáëîê, êàê è àêêóìóëèðóþùèå è ðàñ-ñåèâàþùèå ýíåðãèþ âûáðîñîâ ýëå-ìåíòû C2, R1 è C2′, R1′, è â áîëü-øèíñòâå ñëó÷àåâ áóäåò ïðàâ. Âîîáùåñäâîåííûå ïðåîáðàçîâàòåëè äàþòáîëüøîé ïðîñòîð äëÿ èçîáðåòàòåëü-íîñòè ðàçðàáîò÷èêà. Ïîïðîáóéòå,íàïðèìåð, òàê ñâÿçàòü òðàíñôîðìà-òîðû ñäâîåííîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ,÷òîáû êàæäûé èç íèõ ïîìîãàë äðó-ãîìó ðàçìàãíè÷èâàòüñÿ. Â ðåçóëüòà-òå, åñëè ïîâåçåò, âû ñàìîñòîÿòåëüíîïîâòîðèòå ìíîãèå èç äåñÿòêîâ çàðå-ãèñòðèðîâàííûõ ïàòåíòîâ â äàííîéîáëàñòè.

Àíàëîãè÷íûå ðàññóæäåíèÿ ïðèìå-íèìû è äëÿ ñõåìû ÑÎÏ, (ñì. ðèñ. 2).

Ðèñ. 1. Ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè ñäâîåííîãî îäíîòàêòíîãî ïðÿìîõîäîâîãîïðåîáðàçîâàòåëÿ — ÑÏÏ

Ðèñ. 2. Ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè ñäâîåííîãî îäíîòàêòíîãî îáðàòíîõîäîâîãîïðåîáðàçîâàòåëÿ — ÑÎÏ



Òîëüêî çäåñü íà óäâîåííîé ÷àñòîòåðàáîòàåò âûõîäíîé êîíäåíñàòîðôèëüòðà Ñ1, à òàêæå ýëåìåíòû âõîä-íîãî ôèëüòðà (óñëîâíî ïîêàçàí â âè-äå êîíäåíñàòîðà Ñ7). Îäíàêî, óâà-æàåìûé ó÷åíèê, âû äîëæíû òàêæåïîíèìàòü, ÷òî è ôèëüòðóþùàÿ ðàáî-òà âûõîäíîé èíäóêòèâíîñòè òðàíñ-ôîðìàòîðîâ îäèíàðíûõ îáðàòíîõî-äîâûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé òàêæå îá-ëåã÷àåòñÿ —äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðåæèìàíåðàçðûâíûõ òîêîâ âî âíèìàíèå óæåìîæíî áðàòü íå âåñü ïåðèîä, à òîëü-êî åãî ïîëîâèíó!

Íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü, ÷òî äèà-ãðàììû íàïðÿæåíèÿ íà ñèëîâûõ ýëå-ìåíòàõ ñäâîåííûõ ïðåîáðàçîâàòåëåéìîãóò çíà÷èòåëüíî îòëè÷àòüñÿ îò àíà-ëîãè÷íûõ â îäèíàðíûõ ïðåîáðàçîâà-òåëÿõ. Îáúÿñíÿåòñÿ ýòî âçàèìíûìâëèÿíèåì îäèíàðíûõ ïðåîáðàçîâàòå-ëåé â ñîñòàâå ñäâîåííîãî.

Äëÿ ïðèìåðà íà ðèñóíêå 3 ïðèâå-äåíû äèàãðàììû äëÿ ÑÏÏ, âûïîë-íåííîãî ïî ñõåìå, ïðèâåäåííîé íà ðè-ñóíêå 1. Ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî ïîñëåïðîõîæäåíèÿ êóïîëîîáðàçíîãî âû-áðîñà — «ïóïêà» è îáðàçîâàíèÿ «ïî-ëî÷êè» íà óðîâíå íàïðÿæåíèÿ ïèòà-íèÿ (ïîäðîáíî ýòîò ïðîöåññ îïèñàí âïåðâîé ñòàòüå — «ïåðâîì êëàññå»)ïîñëå ìîìåíòà âðåìåíè Ò/2 îáðàçóåò-ñÿ êóïîëîîáðàçíûé âûáðîñ íèæå íà-ïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ. Ïðîèñõîäèò ýòîïîòîìó, ÷òî ñ ìîìåíòà âðåìåíè Ò/2âêëþ÷àåòñÿ ñèëîâîé òðàíçèñòîð âòî-ðîãî ÎÏÏ è ðåæèì êîðîòêîãî çàìû-êàíèÿ ïî âòîðè÷íîé îáìîòêå òðàíñ-ôîðìàòîðà ïåðâîãî ÎÏÏ óñòðàíÿåò-ñÿ. Àíàëîãè÷íûì îáðàçîì âëèÿåò ïåð-âûé ÎÏÏ íà ðàáîòó âòîðîãî.

Â çàâèñèìîñòè îò ñîîòíîøåíèÿäëèòåëüíîñòè ðàáî÷èõ èìïóëüñîâ èäëèòåëüíîñòè ðåçîíàíñíûõ ïðîöåññîâ,îïðåäåëÿþùèõ âèä êóïîëîîáðàçíûõèìïóëüñîâ, íà ïðàêòèêå ìîæíî íà-áëþäàòü ïðè÷óäëèâîå ðàçíîîáðàçèåôîðì íàïðÿæåíèÿ íà ñòîêàõ ñèëîâûõòðàíçèñòîðîâ.

Ó ýòîé êðàñîòû åñòü è îáðàòíàÿñòîðîíà — ìîãóò âîçíèêàòü ðàçëè÷-íûå íåóñòîé÷èâîñòè â çàìêíóòûõ ïîöåïÿì îáðàòíîé ñâÿçè ïðåîáðàçîâà-òåëÿõ. Îïûòíûå ðàçðàáîò÷èêè â òà-êèõ ñëó÷àÿõ ãîâîðÿò — âîçíèêëèäîïîëíèòåëüíûå ïåòëè îáðàòíûõñâÿçåé.

Ïîýòîìó ïðèìåíÿåòñÿ ïîêàçàííàÿíà ðèñóíêå 4 ìîäèôèêàöèÿ ñõåìû(ðèñ. 1), â êîòîðîé îáúåäèíÿþòñÿòîëüêî âûõîäíûå êîíäåíñàòîðû. Çàñ÷åò ðàçäåëüíûõ âûõîäíûõ äðîññå-ëåé âëèÿíèå îäèíàðíûõ ïðåîáðàçî-âàòåëåé ÎÏÏ äðóã íà äðóãà â ñîñòà-âå ñäâîåííîãî çíà÷èòåëüíî óìåíüøà-åòñÿ. Çäåñü, óâàæàåìûé ó÷åíèê, âûäîëæíû ïî÷óâñòâîâàòü (êîíå÷íî, åñ-ëè âû íå òðîå÷íèê), ÷òî êðîìå ðà-áîòû âûõîäíîãî êîíäåíñàòîðà Ñ1 íàóäâîåííîé ÷àñòîòå, ðàáîòà âûõîä-íûõ äðîññåëåé L1 îäèíàðíûõ ïðåîá-ðàçîâàòåëåé ÎÏÏ òàêæå îáëåã÷àåò-ñÿ — äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðåæèìà íå-ðàçðûâíûõ òîêîâ âî âíèìàíèå ìîæ-íî áðàòü íå âåñü ïåðèîä, à òîëüêîåãî ïîëîâèíó.

Àíàëîãè÷íûì îáðàçîì îðãàíèçóåò-ñÿ ðàáîòà îäèíàðíûõ ïðåîáðàçîâàòå-ëåé â ñîñòàâå ñäâîåííîãî íà îñíîâåñõåì êîñîãî ïîëóìîñòà (ñì. ðèñ. 5).

Ñõåìû ñäâîåííûõïðåîáðàçîâàòåëåé, ðåêóïåðèðóþùèõýíåðãèþ, íàêîïëåííóþ â ñåðäå÷íèêåòðàíñôîðìàòîðà è â åãîèíäóêòèâíîñòè ðàññåÿíèÿ,â èñòî÷íèê âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ

Çäåñü äâà îäèíàðíûõ ÎÏÏ íà îñ-íîâå çàìå÷àòåëüíîé ñõåìû êîñîãî ïî-ëóìîñòà îáúåäèíÿþòñÿ â ñäâîåííûéïðåîáðàçîâàòåëü ÑÏÏ ïî âàðèàíòó ñîáùèì âûõîäíûì äðîññåëåì.

Îá ýíåðãåòè÷åñêèõ âîçìîæíîñòÿõòàêîãî ðåøåíèÿ ìîæíî ñóäèòü ïî ïðå-îáðàçîâàòåëþ ÿïîíñêîãî îòäåëåíèÿôèðìû Lambda, êîòîðûé íàõîäèòñÿ âäàííîå íî÷íîå âðåìÿ íà ñòîëå àâòîðàè âäîõíîâëÿåò íàïèñàíèå ñòàòüè îñäâîåííûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ. Íà ëè-öåâîé ïàíåëè ýòîãî âåñüìà êîìïàêòíî-ãî óñòðîéñòâà (îáúåìîì ïðèìåðíî4 äì3) çíà÷àòñÿ âûõîäíûå ïàðàìåòðû5 Â, 600 À (!)

Êîíå÷íî, óâàæàåìûé ÷èòàòåëü-ó÷åíèê ïîìíèò èç ìàòåðèàëîâ ïåðâîãîêëàññà, ÷òî çàìå÷àòåëüíàÿ ñõåìà êîñî-ãî ïîëóìîñòà õîðîøà òåì, ÷òî, âî-ïåð-âûõ, íà ñèëîâûõ òðàíçèñòîðàõ íàïðÿ-æåíèå íå ïðåâûøàåò âåëè÷èíû âõîä-íîãî íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ. Âî-âòî-ðûõ, ýíåðãèÿ, íàêîïëåííàÿ â ñåðäå÷-íèêå òðàíñôîðìàòîðà è â åãî èíäóê-

Ðèñ. 3. Äèàãðàììû íàïðÿæåíèÿ íàñòîêàõ ñèëîâûõ òðàíçèñòîðîâ ÑÏÏïî ñõåìå ðèñóíêà 1

Ðèñ. 4. Ìîäèôèöèðîâàííàÿ ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè ÑÏÏ

Ðèñ. 5. Ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè ÑÏÏ íà îñíîâå ñòðóêòóðû êîñîãî ïîëóìîñòà



Òåë.: (095) 741-7701

òèâíîñòè ðàññåÿíèÿ, íå ïðåâðàùàåòñÿâ áåñïîëåçíîå òåïëî, êàê ýòî ïðîèñõî-äèò â ïðîñòåéøèõ ñõåìàõ îäíîòàêò-íûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé, à óäà÷íî ðå-êóïåðèðóåòñÿ âî âõîäíîé èñòî÷íèêýëåêòðîïèòàíèÿ. Õîòÿ ïîíÿòíî, ÷òîçà òàêèå ïîëîæèòåëüíûå ñâîéñòâàêîñîãî ïîëóìîñòà ïðèõîäèòñÿ ðàñï-ëà÷èâàòüñÿ óäâîåííûì êîëè÷åñòâîìñèëîâûõ òðàíçèñòîðîâ è óñëîæíåí-íîé ñõåìîé óïðàâëåíèÿ.

Îäíàêî èìåííî â ñäâîåííûõ îä-íîòàêòíûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ èìååò-ñÿ óíèêàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ïîëó-÷èòü âñå äîñòîèíñòâà êîñîãî ïîëó-ìîñòà è èñêëþ÷èòü îòìå÷åííûå íå-äîñòàòêè.

Ðàññìîòðèì ñõåìó íà ðèñóíêå 6.Åìêîñòíîé äåëèòåëü íà îñíîâå êîí-äåíñàòîðîâ Ñ3 è Ñ3′ ôàêòè÷åñêè ÿâ-ëÿåòñÿ ýëåìåíòîì âõîäíîãî ôèëüòðà.Ïðè äîñòàòî÷íîé åìêîñòè ýòèõ êîí-äåíñàòîðîâ èõ ìîæíî ñ÷èòàòü èñòî÷-íèêàìè âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ äëÿîäèíàðíûõ ÎÏÏ, îáúåäèíåííûõ âñäâîåííûé ïðåîáðàçîâàòåëü.

Ïîëíûé öèêë ðàáîòû ïåðâîãîÎÏÏ ñîñòîèò èç ôàçû îòêðûòîãî ñî-ñòîÿíèÿ ñèëîâîãî òðàíçèñòîðà VT1 èôàçû åãî çàêðûòîãî ñîñòîÿíèÿ. Â ïåð-

âîé ôàçå ýëåêòðîïèòàíèå ïåðâîãîîäèíàðíîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ îñóùåñ-òâëÿåòñÿ îò åìêîñòíîãî äåëèòåëÿ íàêîíäåíñàòîðàõ Ñ3 è Ñ3′. Ïðè ýòîì Ñ3ðàçðÿæàåòñÿ, à Ñ3′ çàðÿæàåòñÿ.

Âî âòîðîé ôàçå ïðîöåññà ïðîèñ-õîäèò ðåêóïåðàöèÿ çàïàñåííîé âñåðäå÷íèêå òðàíñôîðìàòîðà Ò1ýëåêòðîýíåðãèè â êîíäåíñàòîðû Ñ3 èÑ3′. Ïðè ýòîì òàêæå Ñ3 ðàçðÿæàåò-ñÿ, à Ñ3′ çàðÿæàåòñÿ. Â ðåçóëüòàòåíàïðÿæåíèå íà ñðåäíåé òî÷êå êîí-äåíñàòîðîâ Ñ3 è Ñ3′ íåñêîëüêî ïî-âûøàåòñÿ.

Ïîëíûé öèêë ðàáîòû âòîðîãîÎÏÏ ñîñòîèò èç ôàçû îòêðûòîãî ñî-ñòîÿíèÿ ñèëîâîãî òðàíçèñòîðà VT1′è ôàçû åãî çàêðûòîãî ñîñòîÿíèÿ. Âïåðâîé ôàçå ýòîãî ïðîöåññà îò òîãîæå åìêîñòíîãî äåëèòåëÿ Ñ3 è Ñ3′îñóùåñòâëÿåòñÿ ýëåêòðîïèòàíèå óæåâòîðîãî îäèíàðíîãî ïðåîáðàçîâàòå-ëÿ. Ïðè ýòîì Ñ3 çàðÿæàåòñÿ, à Ñ3′ðàçðÿæàåòñÿ. Ñîîòâåòñòâåííî âîâòîðîé ôàçå ýòîãî ïðîöåññà ïðîèñ-õîäèò ðåêóïåðàöèÿ çàïàñåííîé âñåðäå÷íèêå òðàíñôîðìàòîðà Ò1′ýëåêòðîýíåðãèè â êîíäåíñàòîðû Ñ3è Ñ3′. Ïðè ýòîì Ñ3 çàðÿæàåòñÿ, àÑ3′ ðàçðÿæàåòñÿ. Â ðåçóëüòàòå íàï-

ðÿæåíèå íà ñðåäíåé òî÷êå êîíäåíñà-òîðîâ Ñ3 è Ñ3′ íåñêîëüêî óìåíüøà-åòñÿ. Îïèñàííûå ïðîöåññû ïîâòîðÿ-þòñÿ â ïîñëåäóþùèå ïåðèîäû. Íàðèñóíêå 7 ïðèâåäåíà ïîñòðîåííàÿ íààíàëîãè÷íûõ ïðèíöèïàõ ñõåìàÑÎÏ.

Äèàãðàììû íàïðÿæåíèé â ñõåìåÑÎÏ ñ åìêîñòíûì äåëèòåëåì

Ïîñêîëüêó ìû åùå íå ïðèâîäèëèäèàãðàììû íàïðÿæåíèé äëÿ ÑÎÏ,ïîêàæåì è ïðîêîììåíòèðóåì èõ äëÿäàííîãî êîíêðåòíîãî ñëó÷àÿ (ñì.ðèñ. 8).

Íàïðÿæåíèå íà ñòîêå òðàíçèñòîðàVT1 â åãî îòêðûòîì ñîñòîÿíèè íà èí-òåðâàëå âðåìåíè îò 0 äî @ ðàâíîâõîäíîìó íàïðÿæåíèþ ïèòàíèÿ Uâõ.Ïîñëå çàêðûâàíèÿ òðàíçèñòîðà VT1ïðîèñõîäèò êðàòêîâðåìåííûé âûáðîñíàïðÿæåíèÿ âíèç çà ñ÷åò äåéñòâèÿ èí-äóêòèâíîñòè ðàññåÿíèÿ òðàíñôîðìà-òîðà Ò1. Îäíàêî ïðè ïîïûòêå ñôîð-ìèðîâàòü îòðèöàòåëüíîå íàïðÿæåíèåíà ñòîêå òðàíçèñòîðà VT1 ïîñëå âðå-ìåíè @ îòêðûâàåòñÿ âíóòðåííèé äèîäýòîãî òðàíçèñòîðà è íàïðÿæåíèå ôèê-ñèðóåòñÿ. Ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ êðàò-êîâðåìåííîãî ïàðàçèòíîãî ðåçîíàíñ-íîãî ïðîöåññà íà ñòîêå òðàíçèñòîðàVT1 óñòàíàâëèâàåòñÿ íàïðÿæåíèå íè-æå ëèíèè Uâõ/2 íà âåëè÷èíó Uâûõ′.

Íà÷èíàÿ ïðèìåðíî ñ ìîìåíòà âðå-ìåíè Ò/2 óñòàíàâëèâàåòñÿ ñîñòîÿíèå,ïðè êîòîðîì âñÿ ýíåðãèÿ, íàêîïëåí-íàÿ â èíäóêòèâíîñòè òðàíñôîðìàòîðàÒ1′ óæå ïåðåäàíà â âûõîäíóþ åìêîñòüÑ1 è â íàãðóçêó. Ïðîèñõîäèò ñâîáîä-íûé ðåçîíàíñíûé ïðîöåññ äî ìîìåíòàÒ. Äèàãðàììû íàïðÿæåíèÿ (uñ2) íàñòîêå òðàíçèñòîðà VT1′ àíàëîãè÷íûïðèâåäåííûì äëÿ òðàíçèñòîðà VT1,òîëüêî îíè ñäâèíóòû íà ïîëîâèíó ïå-ðèîäà Ò.

Ðèñ. 7. Ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè ÑÎÏ íà îñíîâå ñòðóêòóðû ñ åìêîñòíûì äåëèòåëåì

Ðèñ. 6. Ñõåìà ñèëîâîé ÷àñòè ÑÏÏ íà îñíîâå ñòðóêòóðû ñ åìêîñòíûì äåëèòåëåìÐèñ. 8. Äèàãðàììû íàïðÿæåíèÿ íàñòîêàõ ñèëîâûõ òðàíçèñòîðîâ ÑÎÏíà îñíîâå ñòðóêòóðû ñ åìêîñòíûìäåëèòåëåì



Ðàññìîòðèì ïîäðîáíî ðàáîòó öå-ïî÷êè êîíäåíñàòîðîâ åìêîñòíîãî äå-ëèòåëÿ Ñ3 è Ñ3′. Òîê ñòîêà ñèëîâîãîòðàíçèñòîðà VT1 ïðè åãî îòêðûòîìñîñòîÿíèè ïðîõîäèò ñâåðõó âíèç ïîñõåìå ÷åðåç êîíäåíñàòîð Ñ3′, çàðÿ-æàÿ åãî. Åñòåñòâåííî, â ýòî âðåìÿêîíäåíñàòîð Ñ3 ðàçðÿæàåòñÿ. Äàëåå,ïîñëå çàêðûòèÿ òðàíçèñòîðà VT1,ýíåðãèÿ, íàêîïëåííàÿ â èíäóêòèâíîñ-òè ðàññåÿíèÿ òðàíñôîðìàòîðà Ò1 ïå-ðåäàåòñÿ â êîíäåíñàòîðû Ñ3 è Ñ3′,ïðè ýòîì òàêæå ïðîèñõîäèò çàðÿä Ñ3′è ðàçðÿä Ñ3.

Ïîñêîëüêó ñèëîâîé òðàíçèñòîðVT1′ ñõåìîòåõíè÷åñêè íàõîäèòñÿ âíè-

çó è ñîåäèíåí ñ øèíîé —Uâõ, òî âñåäèàãðàììû äëÿ òðàíçèñòîðà VT1′ àíà-ëîãè÷íû ïðèâåäåííûì äëÿ òðàíçèñòî-ðà VT1, ñ ó÷åòîì èõ ñäâèãà íà T/2 èïåðåâîðà÷èâàíèÿ íà 180 ãðàäóñîâ ââåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè.

Ïðè ðàáîòå âòîðîãî îäèíàðíîãîïðåîáðàçîâàòåëÿ íà òðàíçèñòîðå VT1′âî âðåìÿ åãî îòêðûòîãî ñîñòîÿíèÿ òîêñòîêà ïðîõîäèò ñâåðõó âíèç ïî ñõåìå÷åðåç êîíäåíñàòîð Ñ3, çàðÿæàÿ åãî.Åñòåñòâåííî, â ýòî âðåìÿ êîíäåíñàòîðÑ3′ ðàçðÿæàåòñÿ. Äàëåå, ïîñëå çàêðû-òèÿ òðàíçèñòîðà VT1, ýíåðãèÿ, íàêîï-ëåííàÿ â èíäóêòèâíîñòè ðàññåÿíèÿòðàíñôîðìàòîðà Ò1′, ïåðåäàåòñÿ â

êîíäåíñàòîðû Ñ3 è Ñ3′, ïðè ýòîì òàê-æå ïðîèñõîäèò çàðÿä Ñ3 è ðàçðÿä Ñ3′.

Â ðåçóëüòàòå íàïðÿæåíèå íà ñðåä-íåé òî÷êå êîíäåíñàòîðîâ Ñ3 è Ñ3èìååò âèä íåáîëüøèõ êîëåáàíèé îòíî-ñèòåëüíî ëèíèè Uâõ/2.

Èòàê, ïÿòûé êëàññ ïðîéäåí. Âøåñòîì ìû ðàññìîòðèì ïîïóëÿðíûåñõåìû äâóõòàêòíûõ ïðåîáðàçîâàòå-ëåé. Èíòåðåñíî, äîðîãèå ÷èòàòåëè-ó÷åíèêè — çíàíèÿ ïðèáàâëÿþòñÿ?

Ïèøèòå â íàø óâàæàåìûé æóð-íàë «Ýëåêòðîííûå Êîìïîíåíòû»,çàäàâàéòå âîïðîñû, âûñêàçûâàéòåïîæåëàíèÿ.

Documents

Гончаров А. - НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА ПОСТРОЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ DC-DC ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ