Перетворювачі з високою частотою перетворення.

1. Функціональні схеми комірок з автономними джерелами і трансформаторно-ключових структур змінного струму.

2. Особливості перетворювальних комірок (модуляторів) на транзисторах.

3. Схемотехнічні особливості побудови демодуляторів.

4. Фізичні принципи побудови багатокоміркових перетворювачів.

Особливістю багатозонних МДЖ є широкий діапазон енергетичних сигналів, які підлягають перетворенню, а саме постійного, змінного струму, струмів різної амплітуди. Для забезпечення різноманітної форми вихідного сигналу в ДЖ з автономним живленням використовують ключові комірки з різноманітною можливістю комутації ключів. Розглядається шість варіантів ввімкнення ключових структур з автономним живленням.

1. Послідовно-паралельний тип комірки забезпечує максимальну передачу додатньої напруги джерела на навантаження при замиканні К1.

Замиканням К2 називається режимом наскрізної передачі або режимом КЗ навантаження. Почергова комутація К1, К2 забезпечує довільну форму регульованої додатньої напруги на навантаженні від нуля до максимального значення.

2. Комірка з послідовним ввімкненням ключа забезпечує аналогічні режими.

3. Комірка послідовного типу із зворотнім ввімкненням вентиля.

При замиканні К1 реалізується режим максимальної передачі додатньої напруги, розмикання К1 – наскрізна передача. Комутація К1 – режим регулювання.

4. Паралельні комірки з різнополярними джерелами.

Замикання К1 забезпечує режим максимальної передачі додатньої напруги на навантаження, замикання К2 забезпечує режим максимальної передачі від’ємної напруги на навантаження. Розімкнуті ключі – режим наскрізної передачі, їх комутація – регулювання додатньої та від’ємної напруги на навантаженні.

5. Паралельна комірка з додатковим ключем.

На відміну від попереднього типу ввімкнення додатковий ключ К3 дозволяє розділити режим регулювання додатньої та від’ємної напруг за рахунок комутації К1-К3 або К2-К3.

Загальним недоліком останніх типів комірок є необхідність двох окремих джерел живлення.

6. Універсальна комірка мостового типу ввімкнення ключів з джерелом живлення.

Як видно з останньої схеми, замиканняК2-К3 реалізує режим максимальної додатньої напруги, замикання К1-К4 – режим максимальної від’ємної напруги, К1-К2 або К3-К4 – режим наскрізної передачі. Регулювання додатньої напруги забезпечує комутація К2-К3 з К4, або К2-К3 з К1. регулювання від’ємної напруги – комутація К1-К4 з К2 або К1-К4 з К3.

Перераховані типи комірок описують практично всі типи схем комутаторів постійної напруги.

Структури трансформаторно-ключового типу.

Структури трансформаторно-ключового типу використовуються для модульованого перетворення енергії джерел змінного струму. Як і попередні структури в залежності від типу комутації дозволяють додавати максимальні, мінімальні значення, а також регульовану зміну амплітудних значень змінної напруги. Використовуючи синфазне ввімкнення обмоток трансформатора можна забезпечити підвищення трансформованої напруги. Крім того регулювання можна проводити на стороні як вхідного так і вихідного потоку енергії.

Основні схеми трансформаторно-ключових структур.

1)

З амикання К1 – режим максимальної напруги на навантаженні

Замикання К2 – режим прямої передачі.

Комутація К1, К2– регулювання напруги.

Дещо менші межі регулювання може забезпечити наступна схема.

2)

П ри цьому К2 розімкнений для того, щоб забезпечити режим максимальної передачі і замкнутий для режиму прямої передачі, комутується з певною частотою для режиму регулювання. Щоб збільшити межі регулювання використовують структури з послідовним ввімкненням певної кількості обмоток. Для забезпечення максимальної передачі потоку енергії при максимальній напрузі на виході в таких схемах треба одночасно комутувати К2, К3. режим мінімальної напруги реалізується при одночасному замкненні К1, К4. режим регулювання здійснюється при замиканні К1, К2 з якими комутується один К3 або К4 і навпаки. Аналогічно мона здійснювати регулювання потоку енергії на виході схеми.

3)

Р ежим багатозонної модуляції тут здійснюється почерговою модуляцією К1, К2, К3. Передача максимальної та мінімальної напруги відповідно при закорочених К2 або К3. якщо потрібно здійснити режим сумування (додавання) напруги, то використовується схема з гальванічно-зв’язаними вхідними та вихідними обмотками.

4)

П ри цьому величина регульованої напруги визначається не тільки комутацією а і фазністю обмоток. В схемі 4) режим максимального додавання напруг забезпечується ввімкненням К2. Ввімкнення К1 реалізує режим прямої передачі, а комутація К1, К2 – режим регулювання. При цьому рівень регульованої напруги, а також її форма залежить від шпаруватості керуючих імпульсів, що комутують К1, К2, а також фазності даних керуючих сигналів

Режим регульованого віднімання реалізовується за схемою, аналогічною до 4), тільки зв’язок вхідного і вихідного кола здійснюється з виходу схеми

5)

Р егулювання віднімання тут забезпечується ввімкненням К1. режим прямої передачі – ввімкненням К2. Комутація К1, К2 дає регульовану зміну вихідної напруги. Більш універсальними можливостями володіє мостова схема (6).

6)

О сновним недоліком такої схеми є велика кількість ключів, а відповідно і необхідна складна схеми керування, яка повинна забезпечити чотири вихідних керуючих сигнали з довільною їх комутацію. Режим регульованого додавання в такій схемі забезпечується при ввімкненні К1-К4, К2-К4, або К1-К4, К1-К3. регульоване віднімання одержимо при ввімкненні ключів К2-К3, К3-К4.

7)

В ластивостями додаванні володіє Т-подібна схема з автотрансформаторним зв’язком. Режим регульованого додавання забезпечується при комутації К2-К3, К1-К2. регульоване віднімання одержимо при комутації К1, К3.

Режим регульованого додавання 2-3; 1-2.

Режим регульованого віднімання 1-3.