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

Электромагнитная совместимость средств связи
Исходные данные для прогнозирования ЭМС Мощность передатчика РРЛ, Вт; Частота сигнала передатчика РРЛ, МГц; Высота установки антенны передатчика РР ...

Проектирование цифровых каналов передачи
Непрерывный и всё ускоряющийся рост материального производства, прогресс в области науки техники, создание координационных и вычислительных центров и всё во ...

Структура металл-диэлектрик-полупроводник
В МДП-транзисторе с поликремниевым затвором n-типа нужно рассчитать пороговое напряжение и построить диаграмму зависимости порогового Напряжения от кон ...

Меню сайта