Преобразователи с трансформаторной развязкой

Однотактный прямоходовой преобразователь. Когда ключ замкнут, ток течёт как в цепи первичной, так и в цепи вторичной обмотки. Ток вторичной обмотки «заряжает» дроссель фильтра, как в понижающем преобразователе.

Рис. 1.8. Идеализированная модель однотактного прямоходового преобразователя

Когда ключ размыкается, ток в дросселе, согласно уравнению (1.1), должен по-прежнему течь. Этому способствует коммутирующий диод D2 во вторичной цепи, который играет ту же роль, что и в понижающем преобразователе.

На Рис. 1.9 изображён полумостовой преобразователь. Эта схема является высоковольтным аналогом двухтактного каскада транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).

Рис. 1.9. Идеализированная модель полумостового преобразователя

Ключи замыкаются по очереди, благодаря чему на первичной обмотке трансформатора формируется двухполярное напряжение. Это обусловливает необходимость использования на выходе двухполупериодного выпрямителя. Ограничительная обмотка трансформатора не нужна, так как протекание тока вторичной обмотки обеспечивается наличием противофазно включённых выходных диодов. Конденсаторы образуют делитель напряжения, задающий на одном из выводов первичной обмотки половину входного напряжения. Эти конденсаторы всегда являются составной частью первичного источника постоянного тока (DC), поэтому они выполняют двойную функцию: делителя напряжения и накопителя заряда.На Рис. 1.10 изображён мостовой преобразователь. В нём для изменения направления тока через обмотки и магнитного потока в сердечнике используются четыре ключа.

Рис. 1.10. Идеализированная модель мостового преобразователя

На Рис. 1.11 изображён двухтактный преобразователь. Ключи размыкаются и замыкаются со сдвигом по фазе в 180 градусов, как в двухтактном звуковом усилителе класса В. Двухтактные преобразователи редко используются в автономных сетевых источниках питания, поскольку в них необходимо применять высоковольтные транзисторы и очень трудно контролировать поток магнитной индукции в трансформаторе. Современные ШИМ-преобразователи с управлением по току проектируются так, что двухтактные каскады используются в основном в низковольтных цепях.

Рис. 1.11. Идеализированная модель двухтактного преобразователя