Однотактный преобразователь напряжения.

В основе работы схемы (рисунок 14.2), как и большинства преобразовате­лей, лежит принцип прерывания постоянного тока в первичной обмотке импульсного трансформатора с помощью транзистора, работающего в ключевом режиме. В коллекторную цепь транзистора включена первичная обмотка трансфор­матора , в эмиттерно - базовую цепь - обмотка обратной связи . Поскольку обмотки и размещаются одном магнитопроводе, то существующая между ними магнитная связь и порядок подключения концов обмоток обеспечивают в итоге положительную обратную связь в автогенераторе.

 

Рисунок 14.2 - Однотактный полупроводниковый преобразователь напряжения с самовозбуждением

 

При подключении источника постоянного тока U_ВХ в цепи коллектора транзистора VT и в обмотке начинает протекать ток, который вызывает нарастающий магнитный поток в магнитопроводе импульсного трансформатора. Этот поток, воздействуя на обмотку обратной связи , наводит в ней ЭДС самоиндукции, причем обмотка включается относительно обмотки таким образом, чтобы ЭДС, наведенная в ней, еще больше открыла транзистор (для р-n-p транзистора на базе относительно эмиттера создается дополнительное отрицательное напряжение). Когда магнитный поток достигнет насыщения, исчезнут ЭДС и токи в обмотках, появится противо - ЭДС, запирающая транзистор и процесс начнется сначала. Необходимо отметить, что при открытом транзисторе VT вследствие небольшого значения его внутреннего сопротивления весьма небольшим будет падение напряжения на нем, даже при токе, равном току насыщения. Поэтому в этом случае практически все входное напряжение U_BX приложено к первичной коллектора обмотке трансформатора .

В результате периодического включения транзистора в первичной обмотке трансформатора потечет ток, импульсы которого будут иметь почти прямоугольную форму. Во вторичную обмотку трансформатора трансформируются увеличенные по амплитуде импульсы той же формы, частоты следования и полярности; эти импульсы используются для получения выпрямленного напряжения с помощью однополупериодного выпрямителя. Резистор RР_Б в базе транзистора ограничивает ток базы, так как после возбуждения колебаний создается смещение, сдвигающее рабочую точку транзистора в область меньших токов.

Преобразователи описанного типа целесообразно применять при высоком значении выходного напряжения и малых токах, в частности, для питания высоковольтного анода в электронно-лучевых трубках. Основным недостатком однотактной схемы автогенератора является постоянное подмагничивание магнитопровода, обусловленное тем, что ток по коллекторной (первичной) обмотке трансформатора течет только в одном направлении. Постоянное подмагничивание ухудшает условия передачи мощности из первичной обмотки трансформатора во вторичную, и поэтому однотактные автогенераторы используют при малых мощностях (несколько ватт), когда невысокий КПД не является определяющим фактором.

Этот недостаток отсутствует в двухтактных схемах автогенераторов, которые позволяют не только увеличить КПД преобразователя, но и получить импульсы напряжения, по форме более близкие к прямоугольной, что упрощает сгла­живающий фильтр и обеспечивает большее постоянство выпрямленного напряжения. В этих схемах целесообразно ис­пользовать схемы выпрямления, в которых отсутствует по­стоянное вынужденное подмагничивание магнитопровода (двухфазная двухполупериодная с выводом средней точки и однофазная мостовая).

В схемах двухтактных автогенераторов роль переключа­телей выполняют транзисторы, которые поочередно откры­ваются и закрываются подобно транзисторам в схемах симметричного мультивибратора. Такие схемы могут быть собраны с общим эмиттером, с общей базой и общим кол­лектором. Наибольшее распространение находит схема с об­щим эмиттером, которая при малых напряжениях источни­ка U_BX позволяет получить высокий КПД.