179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191

Раздел 16 Импульсные источники питания

Схемы с трансформаторной развязкой

Полумостовые схемы

Полумостовая топология схемы выбирается для сетевых преобразователей мощностью от 200 до 1000 Вт. Типовой полумостовой преобразователь изображён на Рис. 5.20.

Типовая полумостовая схема для работы от двухполупериодного удвоителя напряженияРис. 5.20. Типовая полумостовая схема для работы от двухполупериодного удвоителя напряжения  ); выравнивающая схема для использования с двухполупериодным мостом )

Ёмкостный делитель напряжения (С2, СЗ) является неотъемлемой частью схемы. Он обеспечивает напряжение, равное половине входного напряжения. Ключи поочерёдно коммутируют ток первичной обмотки трансформатора в противоположных направлениях, как в двухтактной схеме. Преимущество полумостовой схемы заключается в том, что ключи должны быть рассчитаны на напряжение, равное входному напряжению, плюс небольшой запас с учётом выбросов1. К тому же конструкция трансформатора проще, чем в двухтактной схеме, так как требуется только одна первичная обмотка.

Обратите внимание на небольшой разделительный конденсатор (С4) между ключами и первичной обмоткой трансформатора. Этот конденсатор предотвращает возможность постепенного нарастания магнитной индукции в первичной обмотке и насыщения трансформатора. Когда два накопительных конденсатора работают от двухполупериодного удвоителя напряжения 115 В, входные диоды по очереди заряжают их до полного пикового входного напряжения. Напряжение на каждом конденсаторе жёстко привязано к напряжению первичного источника питания, благодаря чему потенциал средней точки не зависит от точности подбора (идентичности) конденсаторов. Разделительный конденсатор между ключами и трансформатором, по сути, не нужен. Однако если конденсаторы работают от двухполупериодного моста с универсальным входом или от сети 240 В, потенциал точки соединения накопительных конденсаторов будет зависеть от их разностной ёмкости. Напряжение в средней точке становится «плавающим» и зависит от ёмкостей конденсаторов и режима работы схемы. Для того чтобы не происходило насыщение трансформатора в «плавающем» режиме, используется разделительный конденсатор. К разделительному конденсатору прикладывается половина входного напряжения, и через него течёт весь первичный ток. Поэтому требуется конденсатор, способный работать при полном переменном токе источника питания.

На Рис. 5.20 показан ещё один способ обеспечения того, чтобы напряжение в точке соединения конденсаторов С2 и СЗ составляло ровно половину от входного напряжения. Вторая первичная обмотка (уравновешивающая) с тем же самым числом витков подключена через диоды D5 и D6 к первичному источнику питания. В процессе работы две последовательно соединённые обмотки подключаются параллельно двум конденсаторам. Если напряжения на обмотках различаются, текущий из уравновешивающей обмотки ток выравнивает напряжения на конденсаторах. Ток в уравновешивающей обмотке обычно составляет порядка 100 мА, поэтому обмотка может быть намотана тонким проводом.

Полумостовая схема сложнее двухтактной, потому что для верхнего (по схеме) ключа требуется гальваническая развязка от управляющей ИС. Для управления по току требуется, чтобы последовательно с первичной обмоткой включался трансформатор тока. К тому же в измерителе тока необходимо использовать двухполупериодное выпрямление, чтобы измерять ток каждого ключа. Обратите внимание на ограничительные диоды, включённые параллельно каждому из ключей. Можно использовать внутренний диод корпус-сток МОП-транзистора, но он обладает плохими характеристиками отпирания и запирания. Лучше применить внешние быстродействующие диоды.

1 В двухтактной же схеме напряжение на ключах равняется удвоенному входному напряжению.

179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191