Мостовые
Рис.13.4. Схема мостового преобразователя и кривые, поясняющие его работу при симметричном управлении транзисторами. Этот, так называемый симметричный способ управления транзисторами преобразователя ранее применялся очень широко. Кривые, поясняющие его работу при этом способе управления транзисторами и таблица состояний транзисторов на каждом из четырех возможных состояний преобразователя также представлены на рис. 13.4. Как мы уже говорили с ростом частоты работы преобразователя в случае симметричного способа управления транзисторами увеличиваются и потери в транзисторах при их включении. Это связано с тем что включение транзисторов (перевод их в режим насыщения) осуществляется при высоких напряжениях на них. Поэтому в паразитных выходных емкостях транзисторов (емкость сток-исток транзистора) запасается достаточно большая энергия, которая выделяется на транзисторах при их включении. Так при уровне напряжения питания U0=600 B (этот уровень напряжения, например, может быть в случае применения преобразователя в трехфазном выпрямителе с бестрансформаторным входом) на каждом из закрытых транзисторов мостового преобразователя будет напряжение UСИ=300 В. Поэтому в настоящ0ее время в практике электропитания широко применяется, так называемый фазовый способа управления транзисторами мостового преобразователя позволяющий обеспечить включение транзисторов при нулевом напряжении на них, т.е. исключить потери в них при включении. Сущность фазового способа управления транзисторами поясняется с помощью временных диаграмм uЗИi (GATE A…. GATE D), представленных на рис. 13.5. На этом исунке показаны выходные емкости транзисторов СА…СD и диоды VA…VD, присущие самой структуре полевых транзисторов. Индексация перечисленных элементов соответствует индексации транзисторов. Как следует из временных диаграмм uЗИi включение транзисторов, образующих левую (QA, QB) и правую (QC, QD) “стойки” осуществляется в противофазе. Реально переключение должно производиться с небольшой задержкой tЗАД включения одного транзистора относительно момента выключения другого транзистора данной стойки. Такая задержка необходима для исключения одновременного открытия обоих транзисторов одной стойки, что является коротким замыканием для источника энергии U0 (добавить дроссель в цепь первичной обмотки трансформатора).
Рис. 13.5. Схема мостового ПН и временные диаграммы при фазовом управлении.
Причем длительность открытого состояния каждого из четырех транзисторов ПН неизменна и близка к половине периода преобразования энергии. Регулирование (стабилизация) выходного напряжения (напряжения на RH) осуществляется за счет сдвига по фазе фронта включающих импульсов транзисторов одной стойки относительно включающих импульсов транзисторов другой стойки. Состояние транзисторов на каждом из четырех временных интервалов работы (состояний) преобразователя приведены в таблице. На первом этапе открыты диагональные транзисторы QA и QD в результате ток i1, равный сумме намагничивающего тока (тока холостого хока) трансформатора и тока дросселя L, приведенного к первичной обмотке, втекает в начало первичной обмотки T (направление тока показано на рис. 13.5 стрелкой), открыт выходной диод VD1 и осуществляется передача энергии в нагрузку и ее накопление дросселями L1. При этом напряжение на конденсаторах СB и СC равно напряжению U0. В момент t1 схема управления выключает QD вследствии чего ток i1 начинает замыкаться по цепи: первичная обмотка T (в том же направлении)- конденсатор СC- открытый транзистор QA- первичная обмотка T. Начинается быстрый процесс перезаряда конденсатора СC и заряд конденсатора СD. За время меньшее tЗАД напряжение на конденсаторе СC уменьшается до нуля а на конденсаторе СD нарастает до U0. После того как напряжение на СC снизилось до нуля открывается диод VC и ток i1 далее замыкается через этот диод, так что к моменту открытия QC напряжение на нем равно практически нулю, т.е отсутствуют потери мощности при его открытии. Именно данный способ управления транзисторами мостового преобразователя применяется в выпрямительных устройствах, входящих в состав системы бесперебойного электропитания постоянного тока УЭПС-3.
|
