269

5.8. PRZEKSZTAŁTNIKI ZE WSPOMAGANIEM PRZEŁĄCZANIA ... 269

prądu / przez tę diodę, napięcie u_c kondensatora i prąd i_L w indukcyjności L_r są równe zeru. W chwili t₀ jest włączany łącznik S. W przedziale czasu (t₀ — t₁) prąd i_L w indukcyjności L_r wzrasta liniowo pod wpływem napięcia U. W chwili prąd osiąga wartość I, co powoduje wyłączenie diody D i w czasie (f" —różnica prądów (i_T — I) ładuje kondensator C_r. W chwili t' prąd osiąga wartość szczytową, a napięcie u_c kondensatora — wartość U, a następnie prąd i_T maleje do wartości /, którą uzyskuje w chwili t". Napięcie u_c osiąga w chwili t" wartość 2 U (przy pominięciu strat w układzie rezonansowym).

Po osiągnięciu przez prąd wartości równej zeru łącznik S wyłącza, gdyż nie przewodzi prądu w kierunku wstecznym. Jeżeli jako łącznik został zastosowany tranzystor mocy MOSFET lub tranzystor IGBT, to należy włączyć w szereg z przyrządem diodę, aby uniemożliwić przepływ przez łącznik prądu wstecznego.

W przedziale czasu (t₂ -h- t₃) kondensator C_r rozładowuje się przez obwód obciążenia, a napięcie u_c liniowo zmniejsza się do wartości równej zeru, którą osiąga w chwili t₃.

W chwili t₄ włącza powtórnie łącznik S i powtarza się cykl pracy układu.

Podobnie jak w układzie z rys. 5.40, napięcie wyjściowe t/_wy może być regulowane, przy stałym obciążeniu /, przez zmianę częstotliwości (/) przełączania łącznika S. Częstotliwość ta nie może być jednak większa od częstotliwości rezonansowej (co = 2nf = v₀ = \/^JL_rC_r). W celu utrzymania stałego napięcia wyjściowego przy zmianie obciążenia (/) konieczna jest regulacja /

W układzie z rys. 5.41a zarówno włączenia, jak i wyłączenia ppm odbywają się przy zerowym prądzie, co powoduje zmniejszenie strat w przyrządzie.

Prąd obciążenia musi być mniejszy od wartości maksymalnej prądu generowanego w obwodzie rezonansowym (/_rmax= U/X_0r), gdyż w przeciwnym razie przy wyłączaniu łącznika prąd płynący przez niego nie osiągnie wartości równej zeru.

Włączenie diody odwrotnie równolegle do łącznika S umożliwia zmianę kierunku prądu w indukcyjności L_r i zwrot nadmiaru energii do źródła zasilania. Ogranicza to wpływ obciążenia na napięcie wyjściowe.

5.8.3. Układ przełączający przy zerowym napięciu (ZVS)

W układzie ZVS, którego przykład przedstawiono na rys. 5.42, równolegle do łącznika S jest włączony układ złożony z równolegle połączonych diody i kondensatora C_r obwodu rezonansowego. Przy odpowiednio dużej częstotliwości przełączeń łącznika można przyjąć, podobnie jak w p. 5.8.2, że prąd obciążenia / nie zmienia się w jednym cyklu, tzn. w przedziale czasu między kolejnymi włączeniami łącznika.

W czasie, gdy prąd obciążenia / przepływa przez łącznik (ppm w pełni sterowalny), napięcie kondensatora C_r jest równe zeru (u_c = 0), a prąd w indukcyjności L_r ma wartość /.

W chwili t₀ zostaje wyłączony łącznik S, co powoduje, że prąd / ładuje kondensator i jego napięcie u_c wzrasta od 0 do wartości napięcia źródła zasilania