Полумостовые несимметричные

В настоящее время в практике устройств электропитания все более широкое применение находят так называемые несимметричные полумостовые преобразователи. Одна из возможных схем подобного преобразователя приведена ниже на рис. 12.3а.

Рассмотрим работу преобразователя в предположении, что переключение транзисторов VT1, VT2 осуществляется практически без паузы и в предположении, что uC =UC Cр и все элементы преобразователя идеальны. Кроме того, преобразователь работает в режиме безразрывных токов дросселя.

На интервале от 0 до γ транзистор VT1 открыт, а транзистор VT2 закрыт. На этом временном интервале к первичной обмотке трансформатора приложено напряжение равное (U0 -UC). На следующем временном интервале открыт транзистор VT2, транзистор VT1 закрыт, так что к первичной обмотке приложено напряжение конденсатора С. Выражение для напряжения на конденсаторе может быть получено исходя из равенства нулю вольт-секундной площади напряжения uW1 на интервале периода.

Следовательно, среднее значение напряжения на конденсаторе С

UC =γU0.

Рис.12.3. Схема не симметричного полумостового преобразователя и кривые поясняющие его работу.

Кривая напряжения ua на входе сглаживающего фильтра имеет вид, показанный на рис.12.3б. Выражение для регулировочной характеристики преобразователя можно получить из условия равенства нулю на интервале периода среднего значения напряжения на обмотке дросселя. На интервале импульса

На интервале от γ до 1.0 (на интервале паузы, когда VT2 -открыт, VT1 -закрыт) полярность ua остаётся без изменения, а значение напряжения на обмотке дросселя

Следовательно,

или

Это выражение показывает, что UH/U0 является функцией второго порядка от γ. Критическое значение γКР, соответствующее максимальному значению UH/U0 определяется из условия:

Откуда γКР=0.5.

Зависимость UH/U0=f(γ) показана на рис.12.3в. Как следует из этой зависимости диапазон изменения γ может быть от 0 до 0.5 или от 0.5 до 1.0.

 

Общим недостатком присущим рассмотренным схемам полумостовых преобразователей является жесткая коммутация транзисторов, что приводит к большим потерям при включении транзисторов. Величина этих потерь зависит от выходной емкости транзистора, значения напряжения питания и частоты коммутации транзисторов. Мощность потерь в транзисторе при его включении может быть определена следующим образом:

где Сds – выходная емкость транзистора (ёмкость сток-исток);

f – частота работы преобразователя.