Понижающий импульсный источник. Расчетные соотношения.
Функциональная схема понижающего стабилизатора представлена на рис.1.32. В этой схеме выходное напряжение может быть только меньше входного (если ключ замкнут, то 
).
Рис.1.32. Функциональная схема понижающего стабилизатора: СУ – схема управления, изменяющая соотношение включенного и выключенного состояния ключевого элемента
Выходное напряжение зависит от входного и отношения времени нахождения транзистора VT во включенном состоянии к периоду коммутации τ.
,
где 
,
– время нахождения VT в выключенном состоянии.
Работает преобразователь следующим образом. Когда транзистор VT включен (насыщен), источник входного напряжения подключен к катушке индуктивности L и нагрузке. Ток в катушке вырастает со скоростью
,
или
,
где 
– изменение тока в дросселе L за время включенного состояния транзистора VT.
К концу времени 
ток 
достигнет пикового значения 
:
.
Ток питает нагрузку и заряжает конденсатор С.
Когда транзистор VT выключается, напряжение на дросселе L становится равным 
. Ток продолжает протекать в том же направлении, но он начинает спадать. Теперь дроссель питает конденсатор и нагрузку 
. Транзистор включается как раз перед тем, как 
. Максимальный выходной ток составляет половину . Среднее значение тока, протекающего через L в течение интервала 
. Из соотношения
можно найти L
.
Емкость конденсатора фильтра
.
Поскольку конденсатор фильтра должен обеспечивать выходной ток в течение времени 
, то есть тогда, когда 
, а максимальное значение отдаваемого им тока 
, то
.
Соотношение между временами 
можно найти из условия одинаковости средних токов нагрузки, протекающих в соответствующие интервалы времени.
.
Откуда
.
Для нахождения КПД будем считать, что коммутационные потери равны нулю. Тогда
, 
,
,
Поскольку
,
можно записать
.
Тогда КПД:
.
Если 
, 
, 
, 
,
то 
.
Для источника непрерывного действия с последовательным регулирующим элементом
.
Повышающий источник напряжения. Расчетные соотношения.
На рис.1.33 показана функциональная схема повышающего источника питания. Его выходное напряжение равно
.
Рис.1.33. Функциональная схема повышающего стабилизатора
Когда транзистор VT включается, ток через L увеличивается до пикового значения 
. Диод VD отключен.
.
Когда транзистор VT выключается, ток продолжает протекать через открывшийся диод VD и .
.
Ток в индуктивности начинает спадать со скоростью
,
до тех пор, пока транзистор VT снова не включится. Для выходного тока можно записать
,
откуда типовое значение тока имеет вид
.
Значение индуктивности находится из условия обеспечения выходного тока в течение времени , тогда с учетом того, что 
, можно записать
.
В данной схеме конденсатор должен поставлять ток в катушку в течение времени пока транзистор VT включен, тогда
.
Как и прежде отношение 
находим приравнивая средние значения тока через дроссель в эти интервалы времени:
.
КПД можно найти из следующей формулы
.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 257; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!