Войти
Двухтактный преобразователь (+ 12В → ± 18В ; 50 Вт) как залитый модуль. ① трансформатор ; ② и ③ электролитические конденсаторы вертикального и горизонтального монтажа; ④ дискретная печатная плата с технологией сквозных отверстий A двухтактный преобразователь представляет собой тип преобразователя постоянного тока, переключающего преобразователя, в котором используется трансформатор для изменения напряжения источника постоянного тока. Отличительной особенностью двухтактного преобразователя является то, что на первичную обмотку трансформатора подается ток от входной линии парами транзисторов в симметричной двухтактной схеме. Транзисторы попеременно включаются и выключаются, периодически меняя направление тока в трансформаторе. Следовательно, ток отводится от линии в течение обеих половин цикла переключения. Это контрастирует с повышающими преобразователями, в которых входной ток обеспечивается одним транзистором, который включается и выключается, поэтому ток отводится от линии только в течение половины цикла переключения. В течение другой половины выходная мощность обеспечивается энергией, накопленной в катушках индуктивности или конденсаторах источника питания. Двухтактные преобразователи имеют более стабильный входной ток, создают меньше шума на входной линии и более эффективны в приложениях с более высокой мощностью.
Концептуальная схема полномостового преобразователя. Это не двухтактный первичный преобразователь с центральным ответвлением или разделением.
Вверху: Показана простая схема инвертора с электромеханическим переключателем. и автоматическим эквивалентом. устройством автоматического переключения, реализованным с двумя транзисторами и автотрансформатором с разделенной обмоткой вместо механического переключателя. Термин двухтактный иногда используется для обозначения любого преобразователя с двунаправленным возбуждением трансформатора. Например, в полномостовом преобразователе переключатели (подключенные как H-мост ) чередуют напряжение на стороне питания трансформатора, заставляя трансформатор работать так же, как при питании переменного тока, и производить напряжение на его выходной стороне. Однако «двухтактный» чаще относится к топологии с двумя переключателями с разделенной первичной обмоткой.
В любом случае выходной сигнал затем исправляется и отправляется на нагрузку. Конденсаторы часто включаются на выходе для фильтрации шума переключения.
На практике необходимо оставлять небольшой интервал между включением трансформатора одним способом и другим: «переключатели» обычно представляют собой пары транзисторов (или аналогичные устройства), и были ли эти два транзистора в При одновременном переключении пары существует риск короткого замыкания источника питания. Следовательно, нужно немного подождать, чтобы избежать этой проблемы. Это время ожидания называется «мертвым временем» и необходимо для предотвращения пробоя транзистора.
Могут использоваться силовые транзисторы N-типа и P-типа. Для этой роли часто выбирают силовые полевые МОП-транзисторы из-за их способности к переключению с высоким током и изначально низкого сопротивления при включении. Затворы или базы силовых транзисторов через резистор связаны с одним из напряжений питания. Транзистор P-типа используется для подъема затвора силового транзистора N-типа (общий исток ), а транзистор N-типа используется для подъема затвора силового транзистора P-типа.
В качестве альтернативы, все силовые транзисторы могут быть N-типа, что дает примерно в три раза больший коэффициент усиления, чем их эквиваленты P-типа. В этой альтернативе транзистор N-типа, используемый вместо P-типа, должен управляться следующим образом: напряжение усиливается одним транзистором P-типа и одним транзистором N-типа в конфигурации с общей базой. до межрельсовой амплитуды. Затем силовой транзистор приводится в действие в конфигурации общего стока для усиления тока.
В высокочастотных приложениях оба транзистора управляются с помощью общего источника.
Работа схемы означает, что оба транзистора фактически работают в толчке, а тяга в целом осуществляется фильтром нижних частот, и центральным ответвлением трансформатора в приложении преобразователя. Но поскольку транзисторы работают попеременно, устройство называется двухтактным преобразователем.
Если оба транзистора находятся во включенном состоянии, возникает короткое замыкание. С другой стороны, если оба транзистора находятся в выключенном состоянии, появляются пики высокого напряжения из-за обратной ЭДС.
Если драйвер для транзисторов мощный и достаточно быстрый, у обратной ЭДС нет времени для зарядки емкости обмоток и основного диода полевых МОП-транзисторов до высоких напряжений.
Если используется микроконтроллер, его можно использовать для измерения пикового напряжения и цифровой регулировки времени для транзисторов, так что пик только появляется. Это особенно полезно, когда транзисторы запускаются из холодного состояния без пиков и находятся в фазе загрузки.
Цикл начинается без напряжения и без тока. Затем включается один транзистор, на первичную обмотку подается постоянное напряжение, линейно возрастает ток и индуцируется постоянное напряжение во вторичной обмотке. Через некоторое время T транзистор выключается, паразитные емкости транзисторов и трансформатора и индуктивность трансформатора образуют LC-цепь, которая переключается на противоположную полярность. Затем включается другой транзистор. В то же время T заряд течет обратно в накопительный конденсатор, затем автоматически меняет направление, а в другой раз T заряд течет в трансформаторе. Затем снова включается первый транзистор до прекращения подачи тока. Тогда цикл завершен, другой цикл может начаться в любое время позже. S-образный ток необходим для улучшения по сравнению с более простыми преобразователями и для эффективного устранения остаточной намагниченности.
