J-t-o

?uc. 4. Принципиальная электрическая схема однотактного зарядного-преобразователя схемы III

Наиболее явно преимущества зарядных преобразователей схемы / проявляются при малой выходной мощности и значительной нестабильности входного напряжения. В-качестве иллюстрации на рис. 4 приведена принципиальная электрическая схема однотактного зарядного преобразователя с зарядной мощностью 25 Вт, а на рис. 5 - его-

го ofi is-ajs

30 и ,в

го -Ojs

15-Ofi-

10 и/ ,лж

рис. 5. Электроэнергетические характеристики эффективности зарядного преобразователя схемы III в зависимости от напряжения источника электропитания (а) и энергии емкостного накопителя (б)

8-5084 ИЗ

энергетические характеристики. Конструктивно преобразователь выполнен в виде планарного гибридного модуля, имеющего силовую и управляющую микросборки с размерами 24X30 мм каждая и дискретную силовую часть из дросселя-трансформатора L, высоковольтного выпрямителя VDi, защитного конденсатора Cs, а также резисторов делителя напряжения обратной связи Rie, Rn.

Управление зарядным преобразователем осуществляется по двухпозиционному релейному закону регулирования полного тока дросселя La в функции от входного напряжения Un с контролем максимального выходного напряжения С/Cm и максимального напряжения на ключе икпт. При этом значение среднего тока дросселя устанавливается с помощью операционного усилителя DAi обратно пропорционально входному напряжению (в ограниченном диапазоне), чем обеспечивается постоянство зарядной мощности, а окончание процесса зарядки фиксируется с помощью реле напряжения на операционном усилителе DA2 по информации делителя напряжения Rie-Ria на емкостном накопителе. При обрыве связи с накопителем (или его отсутствии) конденсатор Cs дает задержку ивых, необходимую для безопасного выключения преобразователя. Аналогичную функцию выполняет конденсатор Ci, который, кроме того, обеспечивает защиту ключа при его запирании (выход С/кл может использоваться для дополнительного питания цепей нагрузки). Как можно показать, в общем нелинейный закон регулирования тока, необходимый для стабилизации зарядной мощности, для схемы / (см. табл. 1) упрощается до вида

который с достаточной точностью и легко реализуется в представленной. схеме с помощью следующего линейного уравнения:

lL={U,n-KB..U ), (17)

где Ri - эквивалентное сопротивление датчика тока; Ооп - напряжение опорного источника; Кви - коэффициент обратной связи по входному напряжению.

Качество такого регулирования иллюстрируется экспериментальными характеристиками на рис. 5.

Конструктивный расчет преобразователя должен проводиться с учетом вариации напряжения питания при наихудшем сочетании параметров. Максимальное входное

напряжение Unm является определяющим для выбора ключа по соответствующему напряжению ключа С/кпт, так как совместно они задают коэффициент трансформации

Пг=исш/(ик.ш-и т) (18)

и обратное напряжение на выпрямительном диоде

Uo6p=Ucmni-Unm/U.m). (19>

Ограниченная номенклатура ключей и диодов, а также ухудшение электромагнитной связи между обмотками при больших коэффициентах трансформации предопределяют целесообразность выбора для зарядных преобразователей больших значений t/клт и соответственно Ucm = = иклт/Ujim - I. В свою очсрсдь, минимальнос напряжение питания f/п.мии является исходным параметром для расчета токов преобразователя ключа /клт, дросселя hm, диода /пр макс, а также установленной мощности дросселя.

Основные технические характеристики зарядного преобразователя (рис. 4)

Напряжение питания.............. 22... 34 В

Напряжение емкостного накопителя максимальное 1600 В

Зарядная мощность............... 25 Вт

КПД...................... 820/,

Частота преобразования.......,..... 30 кГц

Габариты.................... 95X55X20 мм

Масса..................... 0,2 кг

Удельная мощность............... 240 Вт/дм*

список ЛИТЕРАТУРЫ

1. Волков И. В., Вакуленко В. М. Источники электропитания лазеров.-Киев: Техника, 1976.-176 с.

2. Сенилов Г. Н. Светотехнические импульсные установки.- М.; Энео-гня, 1979.-192 с.

3. Кныш В. А. Полупроводниковые преобразователи в системах заряда накопительных конденсаторов. - Л.: Эиергоиздат, 1981.-160 с.

4. Моим В. С, Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные пре-образовате.чи. - М.: Энергия, 1972.-512 с.

5. Регулируемый преобразователь постоянного напряжения на тиристорах для зарядки конденсаторных батарей/ Н Н. Богданов, А. В. Лабуицов, С. Г. Обухова и др. -Труды МЭИ, 1967, с. 14-20.

6. Полищук Ю. А. К исследованию систем заряда емкостных накопителей от источников ограниченной мощности. - В кн.: Устройств преобразовательной техники. - Киев; Наукова думка, 1969,. с. 203-212.

7. Головацкий В. А. Устройство для заряда накопительных конденсаторов с постоянным током, потребляемым от сети.- ЭТВА/ Под ред. Ю. И. Конева.- М.: Сов. радио, 1978, вып. 10, с. 139-144.

8. Кабелев Б. В. Индуктивно-емкостный преобразователь импульсного электропитания. - В кн.: Повышение эффективности устройств преобразовательной техники. - Киев: Наукова думка, 1973, ч. I,. с. 308-316.

8* 115.