3. Однотактный преобразователь с прямым включением выпрямительного диода

При прямом включении выпрямительного диода передача энергии от сети в нагрузку происходит при насыщенном транзисторе (на прямом такте). После закрывания VT конденсатор С поддерживает напряжение на Rн, поэтому в данной схеме, на таком же магнитопроводе можно получить вдвое большую мощность, чем в схеме с обратным включением диода. Форма тока коллектора близка к прямоугольной. Но здесь существует одно ”но”. При насыщенном ключе, энергия источника через трансформатор передаётся в нагрузку и происходит намагничивание сердечника в прямом направлении, как показано на рис.5.3 ( из точки а в точку с).

Рисунок 5.3 – Состояние магнитопровода Рисунок 5.4 – Однотактный преобразователь с размагничивающей

обмоткой и диодом рекуперации

После отключения VT на нагрузку разряжается конденсатор, токи через обмотки трансформатора не протекают, поэтому магнитное состояние сердечника не изменяется (точка с). При следующем открывании VT сердечник войдет в состояние насыщения (из точки с в точку d) и трансформатор перестаёт работать как трансформатор. Чтобы этого не произошло, сердечник следует размагничивать (возвращать в точку а) во время разомкнутого состояния ключа. Значит, магнитную энергию сердечника надо либо вернуть в сеть (рекуперация), либо передать в нагрузку. Для этого делают дополнительную размагничивающую обмотку (W_P), как показано на рис.5.4. В этой схеме энергия возвращается в сеть. На прямом такте диод рекуперации VD_p закрыт и не влияет на процесс передачи энергии в нагрузку. На обратном такте ЭДС обмотки W_P (полярность показана на рисунке) создает ток, направленный в источник, который и размагничивает сердечник (рис. 5.3 отрезок d-a).

3. Двухтактный преобразователь с самовозбуждением

Простейшим двухтактным инвертором является автогенератор по схеме Ройера. Здесь транзисторы попеременно находятся в состоянии насыщения и отсечки (рис.5.7).

Рисунок 5.7 – Двухтактный автогенератор

После включения питания через резистор R₁ протекает ток, открывающий оба транзистора. Схема симметрична и коллекторные токи транзисторов равны между собой i_K1 = i_K2, ЭДС самоиндукции в обмотках W₁ также равны по величине, но противоположно направлены. Поэтому коллекторная обмотка в целом нейтральна и в базовой обмотке ничего не наводится. За счёт тепловых, дробовых или фликкер – шумов ток одного из транзисторов мгновенно станет больше. Пусть i_K1 > i_K2, тогда в базовой обмотке появится ЭДС, как показано на рис.5.7, под действием которой VT1 приоткрывается, а VT2 призакрывается, i_K1 ещё больше возрастает, возрастает ЭДС и т.д. протекает лавинообразный процесс, в результате которого VT1 входит в насыщение, а VT2 – в состояние отсечки. Рабочая точка сердечника входит в область насыщения рост тока прекращается, ЭДС самоиндукции меняет знак на противоположный, чтобы поддержать падающий ток и происходит обратный лавинообразный процесс, в результате которого VT2 входит в насыщение, а VT1 – в состояние отсечки и так далее.

Это автогенератор с насыщающимся трансформатором.