Naujienų ir analitinis portalas „elektronikos laikas“. Push-pull keitikliai 2 ciklų keitikliai maitinimo šaltiniuose

Šio trūkumo nėra savaiminių generatorių „push-pull“ grandinėse, kurios leidžia ne tik padidinti keitiklio efektyvumą, bet ir gauti įtampos impulsus, artimesnius stačiakampio formai, o tai supaprastina išlyginimo filtrą ir užtikrina didesnį. ištaisytos įtampos pastovumas. Šiose grandinėse patartina naudoti lyginimo grandines, kuriose nėra nuolatinio priverstinio magnetinės grandinės įmagnetinimo (dviejų fazių pilnos bangos su vidurio taško išėjimu ir vienfaziu tilteliu).

Stūmimo-traukimo generatorių grandinėse jungiklių vaidmenį atlieka tranzistoriai, kurie pakaitomis atsidaro ir užsidaro kaip tranzistoriai simetrinėse multivibratorių grandinėse. Tokios grandinės gali būti surenkamos su bendru emiteriu, bendra baze ir bendru kolektorius. Labiausiai paplitusi grandinė yra su bendru emiteriu, kuris esant žemai šaltinio įtampai Uįvestis leidžia pasiekti aukštą efektyvumą.

Stūmimo įtampos keitiklis, surinktas pagal bendrą emiterio grandinę (3 pav.), susideda iš dviejų tranzistorių VT 1 VT 2 ir transformatorius, turintis tris apvijas: kolektorius (susideda iš dviejų pusapvijų ω K1 ir ω K2), bazę (susideda iš dviejų pusapvijų ω B1 ir ω B2) ir išėjimą ω OUT. Kaip ir vieno ciklo keitiklyje, kolektoriaus apvija yra pirminė apvija, o pagrindinė apvija yra grįžtamojo ryšio apvija.

Ryžiai. 3. Push-pull puslaidininkinis įtampos keitiklis, surinktas pagal bendrą emiterio grandinę

Transformatoriaus magnetinė šerdis pagaminta iš medžiagos su stačiakampe histerezės kilpa (4 pav., a).

Ryžiai. 4. Į stūmimo įtampos keitiklio veikimo principą:

A- impulsinio transformatoriaus magnetinės grandinės histerezės kilpa;

b - grandinės įtampų, magnetinio srauto ir srovių diagramos

Kaip magnetinės šerdies medžiagos naudojami įvairių rūšių permaliodai ir feritai. Įtampos daliklis R 1 R 2 užtikrina keitiklio paleidimą, nes įjungus maitinimo įtampą Uin rezistoriuje R 1 (3 pav.) atsiranda nedidelis įtampos kritimas (vidutiniškai 0,7 V), kurio minusas yra taikomas tranzistorių bazėms. Ši įtampa nukreipia tranzistoriaus veikimo tašką į didelių srovių sritį, užtikrindama savaiminį generatoriaus sužadinimą. Kondensatorius C 1 padidina savaiminio sužadinimo proceso patikimumą. Talpa C 1 parenkama eksperimentiškai; jo vertė svyruoja nuo 0,1 iki 2 μF.

Stūmimo ir traukimo keitiklio grandinės veikimo principas yra toks. Kai įjungtas maitinimas Uįvestis įtampos kritimas skersai R 1 atidaro abu tranzistorius VT 1 Ir VT 2 , Be to, dėl tranzistorių parametrų plitimo srovės i K1 ir i Per juos tekantis K2 negali būti visiškai vienodas. Tarkim i K1 > i K2, tokiu atveju transformatoriaus magnetinėje grandinėje atsiras magnetinis srautas, kurio kryptį lemia vyraujanti kolektoriaus srovė i K1 (3 pav., kryptis i K1 rodomas vientisomis rodyklėmis). Šis srautas sukelia EML visose transformatoriaus apvijose (3 pav., ženklai be skliaustų), o EML, sukeltas pagrindinėse pusinėse apvijose ω B1 ir ω B2, sukurs prie pagrindo. VT 1 "minusas" ir ant pagrindo VT 2 „pliusas“, o tai lems dar didesnį srovių skirtumą i K1 ir i K2. Dėl teigiamų atsiliepimų grandinėje, atidarymo procesas VT 1 ir uždarymas VT 2 teka kaip lavina ir labai greitai varo tranzistorių VT 1 į prisotinimo režimą. Pusinei apvijai ω B1 bus taikoma įtampa

Kur U ke1 us - įtampos kritimas per atvirą tranzistorių VT 1 .

Tranzistorius VT 1 bus atidarytas tol, kol transformatoriaus magnetinis srautas pasieks vertę F s (sotumo srautas). Kaip matyti iš fig. 4, o esant stačiakampei transformatoriaus histerezės kilpai, magnetinis srautas beveik nekinta, išlieka praktiškai pastovus ir, kaip žinoma iš transformatorių teorijos (1 skyrius), esant pastoviam magnetiniam srautui transformatoriaus apvijose, EML sukelti negalima. Dėl šios priežasties šiuo metu magnetinis srautas pasiekia vertę F s EMF išnyksta (arba tampa labai mažas) visose transformatoriaus apvijose ir atitinkamai šiose apvijose srovės.

Staigus srovių sumažėjimas apvijose sukelia jose priešingo poliškumo EML atsiradimą (3 pav., ženklai skliausteliuose), t.y. ant pagrindo VT 1 emiterio ir tranzistoriaus atžvilgiu atsiras teigiama įtampa VT 1 bus uždarytas, ir remiantis tranzistorius VT 2 emiterio atžvilgiu atsiras neigiama įtampa, dėl kurios atrakinimas VT 2 ir srovės atsiradimui i K2 pusiau apvijoje ω K2 (kryptis i K2 rodomas punktyrine linija). Dėl to padidėja neigiama bazinė įtampa VT 2 ir toliau didinti srovę i K2; šis procesas vyksta kaip lavina ir labai greitai varo tranzistorių VT 2 į prisotinimo režimą. Dėl to (su atviru VT 2) pusinės apvijos ω k2 bus taikoma įtampa

Taigi kiekvienos pusinės apvijos ω k1 ir ω k2 įtampa nustatoma pagal (1) ir (2) formules ir turi stačiakampių impulsų formą (4 pav., b, grafikas). Ir Į).

Keitiklio generavimo dažnis pagal

Kur U ke us yra įtampos kritimas tranzistoriaus soties režimu; U r-įtampos kritimas per pusę transformatoriaus pirminės apvijos V aktyviąją varžą; ω k - pusės antrinės apvijos vijų skaičius (ω k =ω k1= ω k2); B s-sotumo indukcijos reikšmė, T; S c - transformatoriaus magnetinės grandinės skerspjūvio plotas.

Kaip matyti iš (3), konversijos generavimo dažnis f n priklauso nuo maitinimo šaltinio įtampos U BX ir nuo apkrovos srovės aš 0 . Faktas yra tas, kad didėjant apkrovos srovei, didėja srovė keitiklio išėjime ( aš Išeina) ir dėl to didėja srovė pirminėje apvijoje (srovė ašĮ). Didėjanti srovė aš sukels įtampos kritimo joje padidėjimą, t.y. U r, o pagal (3) formulę dažnis f n sumažės.

Įvykus trumpajam jungimui keitiklio išėjime, tranzistoriai VT 1 Ir VT 2 išeikite iš prisotinimo režimo ir generavimas sustos. Pašalinus trumpąjį jungimą, grandinė lengvai sužadinama; Taigi, Ši grandinė nejautri trumpiesiems jungimams.

Gana galingas ir paprastas įtampos keitiklis gali būti pagamintas naudojant tik du galingus lauko tranzistorius. Aš ne kartą naudojau tokį keitiklį įvairių dizainų. Grandinėje naudojami du galingi N kanalo tranzistoriai, patartina juos paimti su 100 voltų darbine įtampa, leistina 40 amperų ar didesne srove.

Schema yra gana populiari internete.

Be tranzistorių grandinėje, turime itin greitus diodus, galite naudoti tokius diodus kaip UF4007, HER207, HER307, HER308, MUR460 ir kt. Du 12 voltų zenerio diodai, skirti apriboti lauko jungiklių vartų įtampą; patartina pasiimti 1 arba 1,5 vato galios zenerio diodus; jei nėra 12 voltų zenerio diodų, galite juos naudoti su stabilizavimo įtampa 9-15 voltų, nėra kritinė.

Patartina imti ribojančius rezistorius, kurių galia 0,5 arba 1 vatas, galimas nedidelis šių rezistorių perkaitimas.. Transformatorių galima suvynioti ant šerdies iš kompiuterio maitinimo šaltinio, galite net nieko nevynioti, o transformatorių naudoti priešingai – kaip pakopinis. Tik tuo atveju pasakysiu, kad pirminė arba galios apvija susideda iš 2x5 apsisukimų, apvyniotų šyna iš 5 atskirų laidų po 0,7 mm (kiekviena šyna), laidas nėra kritinis.

Antrinė, pakopinė apvija yra suvyniota ant pirminės ir susideda iš 45 apsisukimų - to visiškai pakanka, kad būtų sukurta 220 voltų, atsižvelgiant į generatoriaus veikimo dažnį.

Grandinėje nėra kritinių komponentų, elementų bazės sklaida gana plati. Tranzistoriai turi būti montuojami ant aušintuvo, nepamirškite jų atskirti nuo šilumos kriauklės žėručio tarpikliais, tačiau tai yra vieno kieto aušintuvo atveju.

Droselis gali būti suvyniotas ant žiedo iš kompiuterio maitinimo šaltinio išėjimo droselių; apvija suvyniota šyna iš 3 vijų 1 mm vielos (kiekviena), apsisukimų skaičius yra nuo 6 iki 12.

Šiek tiek apie galią ir saugos priemones. Išėjimo įtampa priklauso nuo prijungtos apkrovos, šis keitiklis skirtas dirbti su pasyviomis apkrovomis (lempa, lituoklis ir kt.), nes išėjimo dažnis yra šimtus kartų didesnis už tinklo dažnį.

Norint prijungti aktyvias apkrovas prie keitiklio, pirmiausia reikia ištaisyti įtampą iš transformatoriaus išėjimo, tada išlyginti elektrolitiniu kondensatoriumi; nepamirškite, kad lygintuvas turi naudoti greitus diodus, kurių atvirkštinė įtampa yra ne mažesnė kaip 600 voltų ir srovė 2 amperų ar daugiau. Elektrolitinis kondensatorius 400 voltų įtampai, talpa 47-330 µF. Inverterio galia yra 300 vatų!

Būkite itin atsargūs— išėjimo įtampa po lygintuvo su kondensatoriumi mirtina!

Labiausiai paplitę yra „push-pull“ antriniai maitinimo šaltiniai, nors jie turi sudėtingesnę elektros grandinę nei vieno ciklo. Jie leidžia gauti žymiai didesnę išėjimo galią su dideliu efektyvumu.
Stūmimo keitiklių-inverterių grandinės turi trijų tipų raktinių tranzistorių ir išėjimo transformatoriaus pirminės apvijos pajungimą: pustiltinį, tiltinį ir su pirmine apvija, sriegiama iš vidurio.

Pusiau tilto raktų kaskados konstrukcijos schema.
Jo ypatybė yra išvesties transformatoriaus pirminės apvijos įtraukimas į talpinio daliklio C1 - C2 vidurį.

Emiterio-kolektoriaus tranzistorių perėjimų T1 ir T2 įtampos impulsų amplitudė neviršija Upit maitinimo įtampos vertės. Tai leidžia naudoti tranzistorius, kurių didžiausia įtampa Uek yra iki 400 voltų.
Tuo pačiu metu transformatoriaus T2 pirminės apvijos įtampa neviršija reikšmės Upit/2, nes ji pašalinama iš daliklio C1 - C2 (Upit/2).
Į pagrindinių tranzistorių T1 ir T2 bazes per transformatorių Tr1 tiekiama priešingo poliškumo valdymo įtampa.


IN šaligatvis Konvertere talpinis daliklis (C1 ir C2) pakeičiamas tranzistoriais T3 ir T4. Kiekvieno pusciklo tranzistoriai atsidaro poromis įstrižai (T1, T4) ir (T2, T3).

Įtampa uždarų tranzistorių perėjimuose Uec neviršija maitinimo įtampos Upit. Tačiau transformatoriaus Tr3 pirminės apvijos įtampa padidės ir bus lygi Upit vertei, o tai padidina keitiklio efektyvumą. Srovė per pirminę transformatoriaus Tr3 apviją ta pačia galia, palyginti su pusiau tilto grandine, bus mažesnė.
Dėl sunkumų nustatant tranzistorių T1 - T4 valdymo grandines, tilto perjungimo grandinė naudojama retai.

Inverterio grandinė su vadinamuoju stumti traukti išvestis yra tinkamiausia galinguose keitikliuose-inverteriuose. Išskirtinis šios grandinės bruožas yra tas, kad išėjimo transformatoriaus Tr2 pirminė apvija turi gnybtą iš vidurio. Kiekvienam įtampos pusciklui pakaitomis veikia vienas tranzistorius ir viena transformatoriaus pusapvija.

Ši grandinė pasižymi didžiausiu efektyvumu, žemu pulsacijos lygiu ir maža triukšmo emisija. Tai pasiekiama sumažinus srovę pirminėje apvijoje ir sumažinus galios išsklaidymą pagrindiniuose tranzistoriuose.
Impulsų įtampos amplitudė pusėje pirminės apvijos Tr2 padidėja iki vertės Upit, o kiekvieno tranzistoriaus įtampa Uek pasiekia reikšmę 2 Upit (saviindukcijos emf + Upit).
Būtina naudoti tranzistorius, kurių Ucat vertė yra didelė, lygi 600–700 voltų.
Vidutinė srovė per kiekvieną tranzistorių yra lygi pusei srovės suvartojimo iš tiekimo tinklo.

Srovės arba įtampos grįžtamasis ryšys.

„Push-pull“ savaime sužadinamų grandinių ypatybė yra grįžtamasis ryšys (grįžtamasis ryšys) iš išvesties į įvestį, atsižvelgiant į srovę arba įtampą.

Schemoje dabartinis grįžtamasis ryšys Transformatoriaus Tr1 ryšio apvija w3 nuosekliai sujungta su išėjimo transformatoriaus Tr2 pirmine apvija w1. Kuo didesnė apkrova keitiklio išėjime, tuo didesnė srovė pirminėje apvijoje Tr2, tuo didesnis grįžtamasis ryšys ir didesnė tranzistorių T1 ir T2 bazinė srovė.
Jei apkrova mažesnė už minimalią leistiną, grįžtamojo ryšio srovės transformatoriaus Tr1 apvijoje w3 nepakanka tranzistoriams valdyti ir sutrinka kintamosios įtampos generavimas.
Kitaip tariant, praradus apkrovą generatorius neveikia.

Schemoje įtampos grįžtamasis ryšys Transformatoriaus Tr2 grįžtamojo ryšio apvija w3 per rezistorių R yra sujungta su transformatoriaus Tr1 ryšio apvija w3. Ši grandinė suteikia grįžtamąjį ryšį iš išėjimo transformatoriaus į valdymo transformatoriaus Tr1 įvestį, o po to į tranzistorių T1 ir T2 bazines grandines.
Įtampos grįžtamasis ryšys silpnai priklauso nuo apkrovos. Jei išėjime yra labai didelė apkrova (trumpasis jungimas), transformatoriaus Tr2 apvijos w3 įtampa sumažėja ir gali ateiti momentas, kai transformatoriaus Tr1 bazinių apvijų w1 ir w2 įtampos nepakaks tranzistoriams valdyti. . Generatorius nustos veikti.
Tam tikromis aplinkybėmis šis reiškinys gali būti naudojamas kaip apsauga nuo išėjimo trumpojo jungimo.
Praktikoje plačiai naudojamos abi grandinės su grįžtamuoju ryšiu tiek srovėje, tiek įtampoje.

Push-pull keitiklio grandinė su įtampos grįžtamuoju ryšiu

Pavyzdžiui, panagrinėkime labiausiai paplitusios keitiklio-inverterio grandinės - pusiau tilto grandinės - veikimą.
Grandinę sudaro keli nepriklausomi blokai:

• — lygintuvo blokas – paverčia kintamą 220 voltų 50 Hz įtampą į nuolatinę 310 voltų įtampą;
• — suveikimo impulsų įtaisas – generuoja trumpus įtampos impulsus autogeneratoriui paleisti;
• — kintamosios įtampos generatorius – 310 voltų nuolatinę įtampą paverčia stačiakampe aukšto dažnio 20 – 100 kHz kintamąja įtampa;
• - lygintuvas - paverčia kintamą 20 -100 kHz įtampą į nuolatinę.

Iš karto įjungus 220 voltų maitinimo šaltinį, pradeda veikti suveikimo impulsų įtaisas, kuris yra pjūklo įtampos generatorius (R2, C2, D7). Iš jo į tranzistoriaus T2 pagrindą patenka paleidimo impulsai. Paleidžiamas automatinis generatorius.
Raktų tranzistoriai atsidaro po vieną ir pirminėje išėjimo transformatoriaus Tr2 apvijoje, prijungtoje prie tiltelio įstrižainės (T1, T2 - C3, C4), susidaro stačiakampė kintamoji įtampa.
Išėjimo įtampa pašalinama iš transformatoriaus Tr2 antrinės apvijos, išlyginama diodais D9 - D12 (visos bangos ištaisymas) ir išlyginama kondensatoriumi C5.
Išėjimas sukuria pastovią tam tikros vertės įtampą.
Transformatorius T1 naudojamas grįžtamojo ryšio impulsams perduoti iš išėjimo transformatoriaus Tr2 į pagrindinių tranzistorių T1 ir T2 bazes.


„Pus-pull UPS“ grandinė turi keletą pranašumų, palyginti su vieno ciklo grandine:

• — išėjimo transformatoriaus Tr2 feritinė šerdis veikia su aktyviu įmagnetinimo reversiniu režimu (magnetinė šerdis išnaudojama galingiausiai);
• — kiekvieno tranzistoriaus kolektoriaus-emiterio įtampa Uek neviršija 310 voltų nuolatinės srovės šaltinio įtampos;
• — apkrovos srovei pakitus nuo I = 0 iki Imax, išėjimo įtampa šiek tiek pakinta;
• — transformatoriaus Tr2 pirminėje apvijoje aukštos įtampos šuoliai yra labai maži, o spinduliuojamų trukdžių lygis atitinkamai mažesnis.

Ir dar viena pastaba stūmimo-traukimo grandinės naudai!!

Palyginkime dvitakčių ir vieno ciklo savaiminių generatorių veikimą su ta pačia apkrova.
Kiekvienas raktas tranzistorius T1 ir T2 yra naudojamas tik pusę laiko (viena pusė bangos) per vieną generatoriaus laikrodžio ciklą, antroji ciklo pusė yra „ilsisi“. Tai yra, visa generatoriaus generuojama galia padalijama per pusę tarp abiejų tranzistorių ir energijos perdavimas į apkrovą vyksta nuolat (iš vieno tranzistoriaus, tada iš kito), per visą ciklą. Tranzistoriai veikia švelniu režimu.
Vieno ciklo generatoriuje energija ferito šerdyje kaupiasi per pusę ciklo, o antroje ciklo pusėje ji išleidžiama į apkrovą.

Raktinis tranzistorius vieno ciklo grandinėje veikia keturis kartus intensyviau nei raktinis tranzistorius stūmimo grandinėje.

Viena populiariausių impulsinės įtampos keitiklių topologijų yra stumdomasis arba stumiamasis keitiklis (pažodžiui išvertus – stumti-traukimas).

Skirtingai nuo vieno galo grįžtamojo keitiklio, energija nėra kaupiama stumiamojo baseino šerdyje, nes šiuo atveju tai yra transformatoriaus šerdis, o ne, ji tarnauja kaip laidininkas kintamam magnetiniam srautui, kurį savo ruožtu sukuria. dvi pirminės apvijos pusės.

Tačiau, nepaisant to, kad tai impulsinis transformatorius su fiksuotu transformacijos koeficientu, stumiamojo išėjimo stabilizavimo įtampą vis tiek galima keisti keičiant veikimo impulsų plotį (naudojant).

Dėl didelio efektyvumo (našumas iki 95%) ir pirminės bei antrinės grandinės galvaninės izoliacijos stūmimo impulsų keitikliai plačiai naudojami stabilizatoriuose ir keitikliuose, kurių galia nuo 200 iki 500 W (maitinimo šaltiniuose, automobilių pramonėje). keitikliai, UPS ir kt.)

Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta bendra tipinio stumiamojo keitiklio grandinė. Tiek pirminėje, tiek antrinėje apvijoje yra čiaupai iš vidurio, todėl kiekviename iš dviejų darbo pusciklų, kai aktyvus tik vienas iš tranzistorių, būtų naudojama jo pusė pirminės apvijos ir atitinkama antrinės apvijos pusė. , kur įtampa nukristų tik ant vieno iš dviejų diodų.

Pilnos bangos lygintuvo su Schottky diodais naudojimas stūmimo keitiklio išėjime leidžia sumažinti aktyvius nuostolius ir padidinti efektyvumą, nes ekonomiškai daug tikslingiau apvynioti dvi antrinės apvijos puses, nei patirti nuostolių. (finansinis ir aktyvus) su keturių diodų diodiniu tilteliu.

Stūmimo keitiklio (MOSFET arba IGBT) pirminėje grandinėje esantys jungikliai turi būti suprojektuoti dvigubai didesnei maitinimo įtampai, kad atlaikytų ne tik šaltinio EML, bet ir vienas kito veikimo metu sukeliamą papildomą EML poveikį.

Įrenginio ypatumai ir stūmimo grandinės veikimo būdas palankiai išskiria jį iš pusiau tilto, pirmyn ir atgal grandinių. Skirtingai nuo pusės tilto, nereikia atjungti rakto valdymo grandinės nuo įvesties įtampos. Push-pull keitiklis veikia kaip du vieno galo į priekį keitikliai viename įrenginyje.

Be to, skirtingai nei tiesioginiam keitikliui, spirito ciklo keitikliui nereikia ribojančios apvijos, nes vienas iš išėjimo diodų ir toliau praleidžia srovę net tada, kai tranzistoriai yra uždaryti. Galiausiai, skirtingai nuo „flyback“ keitiklio, „push-pull“ keitiklyje jungikliai ir magnetinė grandinė naudojami taupiau, o efektyvi impulso trukmė yra ilgesnė.

Srovės valdomos „push-pull“ grandinės tampa vis populiaresnės elektroninių prietaisų integruotuose maitinimo šaltiniuose. Taikant šį metodą, padidėjusios klavišų įtampos problema visiškai pašalinama. Prie jungiklių bendro šaltinio grandinės prijungiamas šunto rezistorius, iš kurio srovės apsaugai pašalinama grįžtamoji įtampa. Kiekvienas jungiklių veikimo ciklas yra apribotas momentu, kai srovė pasiekia nurodytą vertę. Esant apkrovai, išėjimo įtampą paprastai riboja PWM.

Projektuojant push-pull keitiklį, ypatingas dėmesys skiriamas jungiklių parinkimui, kad atvirojo kanalo varža ir vartų talpa būtų kuo mažesnė. Lauko efekto tranzistorių vartams valdyti stūmimo keitiklyje dažniausiai naudojamos vartų tvarkyklės mikroschemos, kurios lengvai susidoroja su savo užduotimi net šimtų kilohercų dažniais, būdingais bet kokios topologijos perjungimo maitinimo šaltiniams.

Autonominiuose nešiojamuosiuose ir mobiliuosiuose radijo įrenginiuose, kurie suvartoja palyginti mažai energijos, kaip elektros energijos šaltiniai naudojami žemos įtampos nuolatinės srovės šaltiniai, veikiantys nepriklausomai nuo išorinio tinklo: galvaniniai elementai, baterijos, termogeneratoriai, saulės ir branduolinės baterijos. Kartais, norint veikti radijo įrangai, vienos nominalios vertės nuolatinę įtampą reikia konvertuoti į kitos nominalios vertės nuolatinę įtampą. Šią užduotį atlieka įvairūs nuolatinės srovės keitikliai, būtent: elektriniai, elektromechaniniai, elektroniniai ir puslaidininkiniai.

Puslaidininkiniame keitiklyje nuolatinės srovės energija paverčiama stačiakampio impulso energija naudojant perjungimo įrenginį. Pagrindiniai šio įrenginio elementai yra MOS FET ir IGBT tranzistoriai bei tiristoriai. Vadinami keitikliai su kintamosios srovės išėjimu inverteriai. Jei keitiklio išėjimas yra prijungtas prie lygintuvo, kuriame yra anti-aliasing filtras, tada įrenginio, vadinamo konverteris, galite gauti pastovią įtampą U išvestis, kuri gali labai skirtis nuo įėjimo įtampos U BX, , tie. Konverteris yra tam tikras nuolatinės įtampos transformatorius.

Esant aukštai maitinimo įtampai, taip pat nesant svorio ir tūrio apribojimų, keitikliams racionalu naudoti tiristorius. Puslaidininkiniai keitikliai tranzistorių ir tiristorių pagrindu skirstomi į nereguliuojamus ir reguliuojamus, pastarieji taip pat naudojami kaip nuolatinės ir kintamosios srovės įtampos stabilizatoriai.

Pagal svyravimų sužadinimo būdą keitiklyje Yra grandinės su savaiminiu sužadinimu ir su nepriklausomu sužadinimu. Savaiminio sužadinimo grandinės yra impulsiniai savaiminiai osciliatoriai. Nepriklausomai sužadintos grandinės susideda iš pagrindinio generatoriaus ir galios stiprintuvo. Impulsai iš pagrindinio osciliatoriaus išėjimo patenka į galios stiprintuvo įvestį ir jį valdo.

1. Savaime sužadinami keitikliai

Savaime susijaudinantys keitikliai veikia iki kelių dešimčių vatų galia. Radijo įrenginiuose jie buvo pritaikyti kaip mažos galios autonominiai maitinimo šaltiniai ir galingų keitiklių pagrindiniai generatoriai. 1.

Ryžiai. 1. Savaime sužadinamo įtampos keitiklio blokinė schema

Į keitiklio įėjimą tiekiama pastovi maitinimo įtampa U BX. Savaiminiame osciliatoriuje tiesioginė įtampa paverčiama įtampa stačiakampių impulsų pavidalu.

Stačiakampiai impulsai transformatoriaus pagalba keičia amplitudę ir tiekiami į lygintuvo įvestį, po to keitiklio (keitiklio) išėjime gauname reikiamą dydį ir nuolatinę įtampą. U išeiti . Stačiakampio impulso formos ištaisyta įtampa yra beveik pastovi, todėl lygintuvo išlyginamasis filtras yra supaprastintas.

2. Vienpusis įtampos keitiklis.

Grandinės (2 pav.), kaip ir daugumos keitiklių, veikimas pagrįstas tiesioginės srovės nutraukimo impulsinio transformatoriaus pirminėje apvijoje principu, naudojant tranzistorių, veikiantį perjungimo režimu.

Ryžiai. 2. Vienpusis puslaidininkinis keitiklis

savaime sužadinama įtampa

Transformatoriaus pirminė apvija ω k įtraukta į tranzistoriaus kolektoriaus grandinę, o grįžtamoji apvija ω b – į emiterio-bazės grandinę. Kadangi apvijos ω k ir ω b dedamos ant tos pačios magnetinės grandinės, tarp jų esantis magnetinis ryšys ir apvijų galų sujungimo tvarka galiausiai suteikia teigiamą grįžtamąjį ryšį autogeneratoriuje.

Kai prijungiate nuolatinės srovės maitinimo šaltinį U BX tranzistoriaus kolektoriaus grandinėje VT o apvijoje ω k pradeda tekėti srovė, kuri impulsinio transformatoriaus magnetinėje šerdyje sukelia didėjantį magnetinį srautą. Šis srautas, veikdamas grįžtamąją apviją ω b, joje indukuoja saviindukcijos EML, o apvija ω b įjungiama apvijos ω k atžvilgiu taip, kad joje sukeltas EML dar labiau atveria tranzistorių. (dėl p-p-p tranzistorius bazėje emiterio atžvilgiu sukuriama papildoma neigiama įtampa). Kai magnetinis srautas pasieks prisotinimą, EML ir srovės apvijose išnyks, atsiras galinis EMF, blokuojantis tranzistorių, ir procesas prasidės iš naujo. Reikėtų pažymėti, kad kai tranzistorius yra atidarytas VT dėl mažos jo vidinės varžos vertės įtampos kritimas jame bus labai mažas, net esant srovei, lygiai soties srovei. Todėl šiuo atveju beveik visa įėjimo įtampa U BX taikoma transformatoriaus pirminio kolektoriaus apvijai ω k.

Periodiškai įjungus tranzistorių, per pirminę transformatoriaus apviją ω tekės srovė, kurios impulsai bus beveik stačiakampio formos. Tokios pat formos, pasikartojimo dažnio ir poliškumo impulsai transformuojami į transformatoriaus antrinę apviją ω out; šie impulsai naudojami ištaisytai įtampai gaminti naudojant pusės bangos lygintuvą. Rezistorius RR B tranzistoriaus bazėje riboja bazinę srovę.

Aprašyto tipo keitiklius patartina naudoti esant aukštai išėjimo įtampai U B S X ir mažos srovės, ypač aukštos įtampos anodui katodinių spindulių vamzdeliuose. Pagrindinis trūkumas vieno ciklo osciliatoriaus grandinė yra nuolatinis magnetinės grandinės įmagnetinimas, dėl to, kad srovė per transformatoriaus kolektoriaus (pirminę) apviją teka tik viena kryptimi.Pastovus įmagnetinimas pablogina sąlygas perduoti galią iš pirminės apvijos transformatorius į antrinį, todėl vieno ciklo osciliatoriai naudojami esant mažoms galioms (keliems vatams), kai mažas efektyvumas nėra lemiamas veiksnys.