Полумостовые симметричные

В полумостовом классическом преобразователе параллельно источнику энергии с напряжением U0 устанавливаются два, последовательно соединенных между собой конденсатора с одинаковой емкостью, так что в установившемся режиме работы среднее значение напряжения на каждом из конденсаторов оказывается равным U0/2. Первичная обмотка трансформатора с числом витков W1 включается между общей точкой этих конденсаторов и общей точкой последовательно соединенных транзисторов VT1 и VT2 (так называемая транзисторная стойка).

 

Рис. 12.2. Полумостовая схема двухтактного преобразователя.

При переводе СУ, например, транзистора VT1 в режим насыщения напряжение, приложенное к первичной обмотке трансформатора TV1, будет равно напряжению на конденсаторе С1. В результате ЭДС Е2 на зажимах каждой из вторичных полуобмоток трансформатора, полярность которых показана на рис. 12.2а, будет равна U0*n21/2. При этом на рассматриваемом временном интервале (интервал 1)будет открыт диод VD1. Напряжение, приложенное к закрытому транзистору VT2, равное сумме напряжения на конденсаторе С2 и ЭДС первичной обмотки TV1, будет равно напряжению U0. Для того, чтобы исключить интервалы на которых оба транзистора открыты одновременно, что представляет собой КЗ ля источника питания U0, длительности открытого состояния VT1 и VT2 должны быть меньше половины периода преобразования энергии. На интервале открытого состояния VT1 осуществляется передача энергии а нагрузку и ее накопление в дросселе L1 и конденсаторе СН.

На втором временном интервале (от tИ до 0.5Т) оба транзистора закрыты. При этом оба диода VD1, VD2 на этом временном интервале и через каждый из них протекает ток, равный половине тока дросселя, т.е. трансформатор оказывается в режиме КЗ так, что напряжение на любой из его обмоток равно нулю и напряжение приложенное к закрытым транзисторам равно U0/2. На третьем временном интервале открыты транзистор VT2 и диод VD2, первичная обмотка трансформатора подключена к конденсатору С2. Энергия потребляемая от этого конденсатора С2 передается в нагрузку и запасается дросселем. На четвертом временном интервале (от 0.5Т+tИ до Т) закрыты оба транзистора и открыты оба диода. Кривые тока коллектора транзисторов, тока дросселя L1, напряжения на входе фильтра L CН и напряжения на нагрузке по форме полностью совпадают с соответствующими кривыми рассмотренного нами классического двухтактного преобразователя с выводом нейтральной точки первичной обмотки трансформатора (схемы в которой дроссель включен на выходе выпрямителя).

Временной интервал	On	Off
	VT1, VD1	VT2, VD2
	VD1, VD2	VT1, VT2
	VT2, VD2	VT1, VD1
	VD1, VD2	VT1, VT2

 

Регулировочная характеристика полумостового преобразователя (при его работе в режиме безразрывных токов дросселя L1) имеет следующий вид:

 

UH = D*U0*n21/2, (12- 2)

Где D = tИ/0.5Т.

 

Выражение для критического значения индуктивности LКР дросселя L, обеспечивающей безразрывность тока дросселя при минимальном значении тока нагрузки IН МИН принимает для полумостового преобразователя следующий вид:

 

LКР = = (12-3)

К достоинствам полумостового преобразователя по сравнению с клаccическим push – pull – ным следует отнести прежде всего в два раза меньшее напряжение приложенное к закрытым транзисторам, более простая конструкция трансформатора (отсутствие вывода нейтральной точки первичной обмотки трансформатора) и отсутствие возможности одностороннего намагничивания трансформатора, т.к. при неравенстве длительностей включенного состояний транзисторов изменится среднее значение напряжения на конденсаторах С1 и С2, что обеспечит отсутствие тока подмагничивания. К недостаткам следует отнести необходимость установки двух конденсаторов С1, С2 на входе, габариты которых резко увеличиваются с увеличением выходной мощности преобразователя, более сложные схемы управления транзисторами, так как требуется два гальванически развязанных между собой источника для управления или применение так называемых бустрепных схем. Кроме того, при прочих равных условиях ток коллектора транзисторов в полумостовых преобразователях в два раза больше чем в мостовых преобразователях, что приводит к большим потерям в них и к увеличению габаритов радиаторов охлаждения транзисторов.

Рассмотренные полумостовые преобразователи обычно применяются при выходной мощности до нескольких сотен ватт.