Преобразователи с трансформаторной развязкой

Опубликовано 23.12.2010 Ведущий Валерий Харыбин

В источниках питания, работающих непосредственно от сети переменного тока, используются трансформаторы, необходимые для гальванической развязки нагрузки от сети. Сетевой источник, по сути, представляет собой источник постоянного тока, который питает преобразователь постоянного напряжения в постоянное напряжение с трансформаторной развязкой. Существуют несколько типов преобразователей с различными диапазонами мощностей и эффективности каждого из них. О некоторых из них и их принципах работы. Модель однотактного обратноходового преобразователя. Первичная обмотка трансформатора, а точнее дросселя, используется для накопления электромагнитной энергии, как в повышающем преобразователе. Фазировка обмоток противоположна той, что в обычном трансформаторе. Когда ключ замкнут, накапливается энергия в сердечнике дросселя, при этом, во вторичной обмотке ток не течет. Когда ключ размыкается, ток, протекая во вторичной обмотке, отдает энергию в нагрузку. Обратноходовой преобразователь - единственный, в котором используется дроссель, в остальных применяется трансформатор. Достоинство данной модели - отсутствие дополнительного сглаживающего фильтра. Энергия, накопленная в дросселе, переходит в конденсатор и нагрузку. Напряжение пульсаций здесь сравнительно велико, что требует применения конденсатора большой емкости. Однотактный прямоходовой преобразователь. В замкнутом состоянии ключа, ток протекает в первичной и вторичной обмотках. Ток вторичной обмотки заряжает дроссель фильтра, как в понижающем преобразователе. При размыкании ключа, ток в дросселе по-прежнему продолжает течь. Этому процессу способствует коммутирующий диод D2 во вторичной цепи, выполняющий ту же роль, что в понижающем преобразователе. Реальные трансформаторы обладают паразитной индуктивностью, которую можно представить в виде дросселя, включенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора. Первичный ток, который идет через паразитную катушку индуктивности, при размыкании ключа должен продолжать течь. Когда ключ размыкается, ток как первичной, так и вторичной обмотки прекращается. Ограничительная обмотка включена в противофазе первичной и вторичной обмоткам трансформатора, поэтому, когда ток в них перестает течь и магнитный поток в сердечнике уменьшается, начинает течь ток в ограничительной обмотке. Этот ток размагничивает сердечник до остаточного значения магнитной индукции и обеспечивает готовность к обработке следующего импульса.