120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

Раздел 16 Импульсные источники питания

Основные импульсные схемы

Основы накопления энергии

Уравнение (1.1), выражающее правило Ленца, содержит определение индуктивности. Катушка обладает индуктивностью в один генри, если изменение тока на один ампер за одну секунду производит напряжение на катушке в один вольт:

V = L di/dt.  (1.1)

Первое следствие уравнения (1.1) состоит в том, что ток, протекающий через катушку индуктивности, не может изменяться мгновенно. Ведь в этом случае на катушке возникло бы бесконечное напряжение. В реальности же такие эффекты, как, например, возникающая при «пробое» контактов электрическая дуга, ограничивают это напряжение очень высоким, но не бесконечным значением. Вторым следствием уравнения (1.1) является то, что напряжение на катушке индуктивности мгновенно изменяется с положительного на отрицательное при переключении с накопления энергии в индуктивности (производная di/dt положительна) на извлечение энергии из неё (di/dt отрицательна). Уравнение (1.2), полученное интегрированием уравнения (1.1), используется для определения тока в катушке индуктивности при известном напряжении.

I = 1/L ∫Vdt + IНАЧ.  (1.2)

Уравнение (1.3) даёт определение ёмкости. Конденсатор обладает ёмкостью в один фарад, если накопленный заряд в один кулон создаёт напряжение на нём в один вольт.

Q = CV.  (1.3)

Уравнения (1.4) и (1.5) определяют ёмкость конденсатора через напряжение и ток (заряд представляет собой интеграл от тока, а ток — соответственно производную заряда по времени dq/dt):

V = 1/C ∫idt + VНАЧ.  (1.4)

I=C dv/dt.  (1.5)

Ток в конденсаторе фильтра импульсного источника питания обычно принимает пилообразную форму. Назначение конденсатора состоит в том, чтобы ограничивать колебания напряжения (пульсации). Из уравнения (1.4) следует, что выполнить эту задачу можно, либо увеличивая ёмкость конденсатора, либо уменьшая dt. Одним из главных достоинств импульсных источников питания является возможность использования очень малых dt (за счёт повышения частоты коммутации), благодаря чему ёмкость конденсатора фильтра существенно уменьшается.

120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132