Сопротивление Ro.c может быть найдено из (3). При условии, что 10,9, приведенное сопротивление Ro.c можно найти из следующего приближенного соотношения:

D 0,415 /у2Ск(/ /2)а)о

K3(U-(tn/2W [0,25-f-co (< ,p-b рас-п)/2]

Таким образом, применение в преобразователе двух цепей положительной обратной связи позволяет без заметного усложнения схемы обеспечить автоматическое симметрирование режима перемагничивания сердечника его трансформатора.

Для формирования безопасной траектории переключения обычно используются дополнительные реактивные элементы, включенные последовательно и параллельно силовым транзисторам преобразователя. В этом случае хотя и удается обеспечить безопасную работу транзисторов, но трудно использовать накопленную в реактивных элементах энергию. К тому же такие цепи даже без рекуперации выделенной энергии заметно усложняют схему преобразователя. Возможно другое решение - осуществлять переключение силовых транзисторов в моменты времени, когда их коллекторный ток близок к нулю. Для этого нагрузка полумостового инвертора должна быть резонансной. В рассматриваемом случае это достигается соответствующим выбором емкостей конденсаторов Си Сг, Сз. Полагая, что пульсации тока дросселя Li незначительны, резонансная частота преобразователя может быть определена из выражения

где C=Ci-f-C2; Сз- приведенное к обмотке Шк трансформатора 71 значение емкости конденсатора Сз; Lw - индуктивность обмотки Wi трансформатора ГУг*, Lp - индуктивность рассеяния трансформатора TVu

Таким образом, выбирая fpe3=l/2(nep-t-fpac), можно обеспечить бестоковое переключение силовых транзисторов преобразователя.

Применение резонанса позволило практически исключить динамические потери в силовых транзисторах и тем самым повысить КПД и надежность устройства и максимально упростить его схему.

На рис. 3 приведены временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя. Из них можно видеть, что ток базы силовых транзисторов при насыщении сердечни-

ка токового трансформатора плавно уменьшается, что дополнительно способствует оптимизации режима запирания высоковольтных транзисторов [3].

Конструктивно преобразователь выполнен на общем металлическом основании, на одной стороне koto- w рого установлены все силовые элементы. Вторая сторона основания предназначена для создания теплово-гкгг го контакта с корпусом блока электронной аппаратуры.

Блок управления и защиты выполнен на печатной плате, которая на стойках крепится к общему основанию. Общие габариты

блока 225x110X41 мм. Удельная мощность составляет около 320 Вт/дм, что более чем в 6 раз превышает показатели аналогичных устройств. Масса преобразователя 0,9 кг.

В качестве силовых ключей использовано по два параллельно включенных транзистора 2Т828А, выравнивание коллекторных токов которых обеспечено дополнительным токовым трансформатором. Частота переключения транзисторов около 15 кГц, суммарный КПД 88 %.. Блок управления и защиты выполнен с использованием микросхем серий К142, 521, 564.

Рис. 3. Временные диаграммы в полумостовом резонансном автогенераторе

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пат. 4031451 (США). Преобразователь напряжения.

2. Лукин А. В., Мелешин В. И. Влияние емкости коллекторного перехода транзистора на несимметричный режим работы преобразователя.-ЭТВА/ Под ред. Ю. И. Конева.- М.: Радио и связь, 1981, вып. 12. с. 76-80.

3. Hetterscheid W. Base circuit design bor high-voltage switching transistors in power converters. Mullard techniual comminications, N 124, October, 1974, p. 157-169,

УДК 621 316722.1

Г. А. Белов, С. А. Кузьмин, В. А. Баймулкин

МОЩНЫЕ ТРАНЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователи постоянного напряжения (ППН) на базе инверторов напряжения нашли наиболее широкое применение на практике [1, 2]. В то же время ППН с транзисторными инверторами тока и резонансными инверторами имеют ряд достоинств. В инверторах тока практически отсутствуют сквозные токи н нет необходимости в устройствах для их устранения. Резонансные инверторы создают значительно меньшие высокочастотные помехи: в них имеется возможность уменьшения до минимума динамических потерь в транзисторах [3].

Наиболее сложной задачей, возникающей при проектировании ППН с инвертором тока, является устранение перенапряжений на транзисторах в интервалах реверсирования тока в диагонали моста. Эти перенапряжения возникают из-за наличия индуктивности рассеяния трансформатора питания. Существуют схемы, в которых энергия, запасенная в индуктивности рассеяния, передается в какую-либо высоковольтную нагрузку или рассеивается на различных элементах (резисторах, стабилитронах и т. п.), что не всегда оправдано. Более рационально эту энергию возвращать в основной источник питания инвертора.

Схема преобразователя постоянного напряжения на основе инвертора тока с цепями возврата энергии, запасенной в индуктивности рассеяния, показана на рис. 1. Преобразователь содержит мостовой инвертор на транзисторах VT\... V 4, выходной выпрямитель с фильтром и дополнительные цепн Ци Цг. Кроме основной функции ограничения перенапряжений на транзисторах указанные цепн формируют необходимую траекторию переключения силовых транзисторов. Работу устройства рассмотрим на примере полумоста, содержащем транзн-

1 4--

L i J

Puc. 1. Силовая часть преобразователя с инвертором тока