177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Раздел 16 Импульсные источники питания

Схемы с трансформаторной развязкой

Двухтактные схемы

Двухтактные схемы не рекомендуется использовать в схемах контроллеров с управлением по напряжению, потому что любой разбаланс в «плечах» первичной обмотки в итоге приведёт к насыщению сердечника трансформатора. Напротив, контроллер с управлением по току отслеживает разбаланс и ограничивает ток в обоих плечах. Один из ключей и одна из обмоток трансформатора всё же могут быть нагружены больше, чем другие, но суммарная магнитная индукция в сердечнике контролируется путём ограничения максимального тока в каждой обмотке.

Типовой двухтактный преобразователь изображён на Рис. 5.18.

Типовая схема двухтактного преобразователяРис. 5.18. Типовая схема двухтактного преобразователя

Обратите внимание, что на вторичной стороне используется двухполупериодный выпрямитель со средней точкой. В большинстве схем используется трансформатор со средней точкой и сдвоенный диод, так как в течение каждого полупериода напряжение будет падать только на одном диоде. Можно использовать и обычный двухполупериодный выпрямитель, чтобы упростить трансформатор, но тогда в течение каждого полупериода напряжение будет падать на двух диодах и придётся использовать четыре диода.

Применение двухтактных схем в современных источниках питания на основе контроллеров с управлением по току приобретает всё большую популярность. Особенно часто такие схемы применяются в различной мощности стабилизатоpax «point-of-load» (POL)1, где воздействия повышенного напряжения на ключ опасаться не надо.

Первичная обмотка требует удвоенного числа витков, как в мостовой схеме, поэтому конструкция трансформатора сложнее, чем в полумостовом преобразователе. Ключи должны выдерживать удвоенное входное напряжение, в то время как напряжение на ключе в полумостовой схеме равно входному напряжению. Самым большим преимуществом двухтактной схемы перед полумостовой является то, что цепь управления ключами не требуется гальванически развязывать от входного напряжения. В двухтактной схеме нет необходимости в ограничительной цепи, так как один из выходных диодов продолжает проводить ток при закрытых ключах. Ток намагничивающей индуктивности необходимо обнулять между циклами коммутации ключей.

Эффективная частота коммутации равна удвоенной частоте генератора. Каждый ключ представляет собой эквивалент одноключевого прямоходового преобразователя. Двухполярное управление удваивает эффективный коэффициент заполнения, а рабочая частота выходного фильтра равна удвоенной частоте коммутации.

Управляющая ИС должна обеспечивать двухфазные выходные импульсы для поочерёдного управления ключами. Кроме того, схема выйдет из строя, если оба ключа будут замкнуты (проводят ток) одновременно. ИС двухтактного управления должна быть способной устанавливать соответствующую величину интервала между импульсами разных фаз. Благодаря этому один ключ размыкается (запирается) раньше, чем другой ключ начнёт проводить ток.

1 Источники питания, расположенные в непосредственной близости от нагрузки, обычно на той же самой печатной плате, и осуществляющие стабилизацию, как правило, низковольтных цепей.

177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189