Оптрон гальванической развязки

Основное преимущество обратноходовой топологии - дешевизна и малое количество компонентов. Поэтому практически все сетевые источники питания до мощностей 30÷50 Вт строятся по ней. Но существуют и ограничения.

С понижением выходного напряжения область оптимального применения данной топологии смещается в область меньших мощностей. Причина - большие импульсные токи на вторичной стороне, что приводит к повышенным потерям в обмотке, выходном выпрямителе и конденсаторах фильтра. Кроме того, возникают проблемы с выбором выходных конденсаторов, способных выдерживать большие импульсные токи. Например, при выходном напряжении 5 В и токе нагрузки в 10 А среднеквадратичное значение тока в выходном конденсаторе составит порядка 17 А, и обязательно возникнут проблемы с выбором конденсаторов с таким допустимым импульсным током. В результате фильтр приобретает громадные размеры, и стоимость его так же становится ощутимой. Но если мы захотим построить такой же 50-ваттный источник, но уже с выходным напряжением 24 В и током 2 А, то получим среднеквадратичный ток порядка 3,5 А, и здесь уже вполне можно обойтись всего двумя конденсаторами. Но вот при высоких выходных напряжениях прямоходовая и двухтактные схемы требуют большого коэффициента трансформации, что ведет к неприятным паразитным емкостям обмоток и, соответственно, к ощутимым броскам тока на первичной стороне. В обратноходовом же мы можем снизить коэффициент трансформации за счет повышения напряжения обратного хода. Кроме вышесказанного, при низких выходных напряжениях очень желательно использование синхронного выпрямителя. Но он получается чрезвычайно простым и эффективным только в прямоходовой топологии, при преобразовании энергии на обратном ходу его реализация возможна, но, во-первых, сопряжена с некоторыми схемотехническими трудностями, и, во-вторых, получается вовсе не столь эффективной.

Второе ограничение может быть связано с габаритами. Во-первых, несмотря на меньшее количество деталей, некоторые компоненты имеют относительно большие размеры, например трансформатор и выходные конденсаторы. Во-вторых, могут возникнуть проблемы отводы тепла за счет относительно худшего КПД. Например, если взять тот же самый 50-ваттный источник с выходным напряжением 24 В, то КПД в 85% будет неплохим результатом для обратноходового преобразователя. А вот прямоходовой источник с активным демпфером (Active Clamp Forward) может обеспечить КПД в 92%. В результате имеем потери - в первом случае 8,8 Вт, во втором - 4,3 Вт, что в 2 раза меньше.

Суммируя все вышесказанное, можно видеть, что определенных мощностных критериев оптимальности использования обратноходовой топологии нет. С одной стороны, вполне оправдано использование ее на приличных мощностях, до 150÷200 Вт (источник питания телевизоров), а с другой стороны может оказаться так, что уже при 30 Вт выходной мощности обратноходовой преобразователь окажется далеко не самым оптимальным решением.

На рис. 1 приведена «классическая» схема обратноходового преобразователя на чрезвычайно широко распространенной микросхеме КР1033ЕУ11, являющейся отечественным аналогом микросхемы UС3844.

Будем рассматривать влияние каждого компонента на работу схемы и рассчитывать номиналы компонентов для преобразователя с параметрами:

Входное напряжение: 115 В с частотой 400 Гц.

Согласно ГОСТ Р 54073-2010 об общих требованиях и норм качества электроэнергии СЭС самолетов и вертолетов допустимые значения переменного напряжения 115 В - 108÷118 В, а для частоты - 380÷420 Гц.

Лучшие статьи по информатике

Расчёт электронно-дырочного перехода
Полупроводниковый диод, двухэлектродный электронный прибор на основе полупроводникового (ПП) кристалла. Понятие "Полупроводниковый диод" объединяе ...

Разработка автоматизированной системы контроля процессов пайки топливных коллекторов
На современном этапе развития промышленности, обеспечение стабильной работы предприятий по выпуску конкурентоспособной продукции, является задачей первостеп ...

Расчет цифровой радиорелейной линии связи
Линии радиорелейной связи - современный и перспективный для дальнейшего развития, способ передачи информации на большие расстояния. Применение радиорелейных ...

Меню сайта