Достаточно часто при конструировании устройств возникают
жесткие требования к размерам источника питания. В этом случае единственным
выходом является применение ИП на основе высоковольтных высокочастотных
импульсных преобразователей. которые подключаются к сети ~220 В без
применения габаритного низкочастотного понижающего трансформатора и
могут обеспечить большую мощность при малых размерах и теплоотдаче.
Структурная схема типового импульсного преобразователя с питанием от
промышленной сети представлена на рис 34-4.
Входной фильтр предназначен для предотвращения проникновения
импульсных помех в сеть. Силовые ключи обеспечивают подачу импульсов
высокого напряжения на первичную обмотку высокочастотного трансформатора
(могут применяться одно- идвухтактные схемы). Частота и длительность
импульсов задаются управляемым генератором (обычно применяется управление
шириной импульсов, реже — частотой). В отличие от трансформаторов синусоидального
сигнала низкой частоты, в импульсных ИП применяются широкополосные устройства,
обеспечивающие эффективную передачу мощности на сигналах с быстрыми
фронтами. Это накладывает существенные требования на тип применяемого
магнитопровода и конструкцию трансформатора. С другой стороны, с увеличением
частоты требуемые размеры трансформатора (с сохранением передаваемой
мощности) уменьшаются (современные материалы позволяют строить мощные
трансформаторы с приемлемым КПД на частоты до 100-400 кГц). Особенностью
выходного выпрямителя является применение в нем не обычных силовых диодов,
а быстродействующих диодов Шоттки, что обусловлено высокой частотой
выпрямляемого напряжения. Выходной фильтр сглаживает пульсации выходного
напряжения. Напряжение обратной связи сравнивается с опорным напряжением
и затем управляет генератором. Обратите внимание на наличие гальванической
развязки в цепи обратной связи, что необходимо, если мы хотим обеспечить
развязку выходного напряжения с сетью.
При изготовлении таких ИП возникают серьезные требования
к применяемым компонентам (что повышает их стоимость по сравнению с
традиционными). Во-первых, это касается рабочего напряжения диодов выпрямителя,
конденсаторов фильтра и ключевых транзисторов, которое не должно быть
менее 350 В во избежание пробоев. Во-вторых, должны применяться высокочастотные
ключевые транзисторы (рабочая частота 20-100 кГц) и специальные керамические
конденсаторы (обычные оксидные электролиты на высоких частотах будут
перегреваться ввиду их высокой индуктивности). И. в-третьих, частота
насыщения высокочастотного трансформатора, определяемая типом применяемого
магнитопро вода (как правило, используются тороидальные сердечники)
должна быть значительно выше рабочей частоты преобразователя.
На рис. 3.4-5 приведена принципиальная схема классического ИП на основе
высокочастотного преобразователя. Фильтр, состоящий из емкостей С1,
С2, СЗ и дросселей L1, L2, служит для зашиты питающей сети от высокочастотных
помех со стороны преобразователя. Генератор построен по автоколебательной
схеме и совмещен с ключевым каскадом. Ключевые транзисторы VT1 и VT2
работают в противофазе, открываясь и закрываясь по очереди. Запуск генератора
и надежную работу обеспечивает транзистор VT3, работающий в режиме лавинного
пробоя. При нарастании напряжения на С6 через R3 транзистор открывается
и конденсатор разряжается на базу VT2, запуская работу генератора. Напряжение
обратной связи снимается с дополнительной (III) обмотки силового трансформатора
Tpl.
Транзисторы VT1. VT2 устанавливают на пластинчатые радиаторы не менее
100 см^2. Диоды VD2-VD5 с барьером Шоттки ставятся на небольшой радиатор
5 см^2. Данные дросселей и трансформаторов:L1-1. L2 наматывают на кольцах
из феррита 2000НМ К12х8х3 в два провода проводом ПЭЛШО 0,25: 20 витков.
ТР1 — на двух кольцах, сложенных вместе, феррит 2000НН КЗ 1х18.5х7;
обмотка 1 — 82 витка проводом ПЭВ-2 0,5: обмотка II — 25+25 витков
проводом ПЭВ-2 1,0: обмотка III — 2 витка проводом ПЭВ-2 0.3. ТР2 наматывают
на кольце из феррита 2000НН К10х6х5. все обмотки выполнены проводом
ПЭВ-2 0.3: обмотка 1 — 10 витков:
обмотки II и III — по 6 витков, обе обмотки (II и III) намотаны так,
что занимают на кольце по 50% площади не касаясь и не перекрывая друг
друга, обмотка I намотана равномерно по всему кольцу и изолирована слоем
лакоткани. Катушки фильтра выпрямителя L3, L4 наматывают на феррите
2000НМ К 12х8х3 проводом ПЭВ-2 1,0 , количество витков — 30. В качестве
ключевых транзисторов VT1, VT2 могут применяться КТ809А. КТ812, КТ841.
Номиналы элементов и намоточные данные трансформаторов приведены для
выходного напряжения 35 В. В случае, когда требуются иные рабочие значения
параметров, следует соответству ющим образом изменить количество витков
в обмотке 2 Тр1.
Описанная схема имеет существенные недостатки, обусловленные
стремлением предельно уменьшить количество применяемых компонентов Это
и низкий "уровень стабилизации выходного напряжения, и нестабильная
ненадежная работа, и низкий выходной ток. Однако она вполне пригодна
для питания простейших конструкций разной мощности (при применении соответствующих
компонентов), таких как: калькуляторы. АОНы. осветительные приборы и
т.п.
Еще одна схема ИП на основе высокочастотного импульсного преобразователя
приведена на рис. 3.4-6. Основным отличием этой схемы от стандартной
структуры, представленной на рис. 3 .4-4 является отсутствие цепи обратной
связи. В связи с этим, стабильность напряжения на выходных обмотках
ВЧ трансформатора Тр2 достаточно низкая и требуется применение вторичных
стабилизаторов (в схеме используются универсальные интегральные стабилизаторы
на ИС серии КР142).
Cхемы 
