Общие вопросы по импульсным блокам питания

[Андрейжон ака]

Здравствуйте.

Помогите пожалуйста разобраться с импульсными преобразователями.

1. Прямоходовые и обратноходовые преобразователи.
Если кратко, то школьный учебник глаголет, что трансформатор работает следующим образом:
a. Подаем на первичку напряжение.
b. В сердечнике начинает запасаться энергия.
c. Снимаем напряжение.
d. Запасенная в сердечнике энергия сливается в обмотку.

Здесь все понятно и вопросов нет. По сути, так работает обратноходовой преобразователь.
Вникая в работу прямоходового преобразователя, я вижу обратное. Т.е. энергия передается тогда, когда ключ открыт и по сути сердечник вроде как и не запасает энергию и она передается сразу со входа на выход.
Подобный ход событий вроде как противоречит школьному учебнику.

Допустим, что одновременно с передачей энергии во вторичку, происходит и запасание её в сердечнике. Но куда тогда она девается при размыкании ключа? Он же должен слить запасенную энергию!
Ведь сердечник есть и он работает!!!

2. О зазорах в сердечниках.
Я правильно понимаю, что если на обмотку трансформатора подаются импульсы одной полярности, например через один ключ, то нужен зазор.
Если же на обмотку трансформатора подаются импульсы чередующейся полярности (мост, полумост), то тогда зазор не нужен?

3. Сердечники.
В этом пункте меня собственно интересуют только ферритовые чашки.
Чем они лучше или хуже колец?
То, что мотать удобнее катушку, это понятно.
В каких случаях следует отдавать предпочтение кольцам, а в каких чашкам?
И еще.
Я встречал конструкции, где чашки были прикручены к плате болтиком через центральное отверстие.
В то же самое время мне попадались чашки, где в это же отверстие был вкручен и ферритовый сердечник.
Как это понимать?

На этом пока все.
Вопросы разложил по пунктам.
Надеюсь на Вашу помощь.

[Serg SP]

Допустим, что одновременно с передачей энергии во вторичку, происходит и запасание её в сердечнике. Но куда тогда она девается при размыкании ключа? Он же должен слить запасенную энергию!
Ведь сердечник есть и он работает!!!
2. О зазорах в сердечниках.
Я правильно понимаю, что если на обмотку трансформатора подаются импульсы одной полярности, например через один ключ, то нужен зазор.
Если же на обмотку трансформатора подаются импульсы чередующейся полярности (мост, полумост), то тогда зазор не нужен?

При размыкании ключа однотранзисторного прямоходового преобразователя на стоке полевика (или, что одо и то же, на нижнем выводе первички трансформатора) возникает всплеск напряжения, превышающий питающее напряжение в несколько раз. Это результат сброса запасённой энергии в первичке трансформатора. Этот всплеск давят снаббером, без него дело табак.
Зазор необходим в обратноходовых ИИП, в прямоходовых одноключевых и двухключевых (косой полумост) без него можно обойтись, но желательно сделать небольшой (суммарный не более 0.1 мм) для увеличения dB. В мостах и полумостах зазор не нужен, т.к. перемагничивание сердечника происходит по симметричной петле гистерезиса.

[serg_n99]

"При размыкании ключа однотранзисторного прямоходового преобразователя на стоке полевика (или, что одо и то же, на нижнем выводе первички трансформатора) возникает всплеск напряжения, превышающий питающее напряжение в несколько раз. Это результат сброса запасённой энергии в первичке трансформатора. Этот всплеск давят снаббером, без него дело табак."
Вообще то, всплеск напряжения, который давят снаббером возникает в обратноходовом преобразователе. В прямоходовом используется дополнительная обмотка, которая и размагничивает сердечник. Поэтому в прямоходах и используют сердечник без зазора (как правило)
Насчет вопроса 3. Сердечник, прикрученный болтиком - чтобы закрепить его, так как чашки достаточно увесисты. А вот там, где используется ферритовый вкручивающийся сердечник - он нужен для подстройки индуктивности. Но обычно это применяется не в силовых а в ВЧ схемах.

[telekot]

Запасённая энергия передаётся либо обратно в источник питания, как косом мосте. Либо на выход как в простом мосте с дросселем стабилизации.
В двухтактных схемах стремятся уменьшить ток намагничивания, то есть увеличить индуктивность обмоток. Так что зазор здесь не только не нужен но вреден, а для исключения подмагничивание ставят конденсатор.
Чашки лучше использовать в обратноходах, зазор легче сделать. У колец меньше габариты, меньше рассеивание. Стальные Болты в чашках вредны, но при маленькой мощности допустимы, в чашках с ферритовым болтом, можно точно подогнать индуктивность. Это в резонансных схемах, в блоках питание не применяется.

[Serg SP]

Вообще то, всплеск напряжения, который давят снаббером возникает в обратноходовом преобразователе. В прямоходовом используется дополнительная обмотка, которая и размагничивает сердечник. Поэтому в прямоходах и используют сердечник без зазора (как правило)

То, что всплеск возникает и в обратноходовом ИИП, никто не отрицает. Но использование для размагничивания сердечника дополнительной обмотки в ОПП (однотактный прямоходовой преобразователь), - очень устаревший способ, с экономической точки зрения очень не эффективный. Сейчас используют снабберы, если есть сомнения, - вот кусок аппликухи от Симметрона:

[avp94]

Зазор необходим в обратноходовых ИИП

Это несколько смелое заявление , предполагаю что "в уме" держите ферритовый сердечник и хочется выжать максимум мощности при заданных габаритах сердечника.

[Serg SP]

To avp94
А что, Вы стали бы делать беззазорный транс для обратноходовика? Речь идёт о феррите, да если и о сендасте или пермаллое (там распределённый зазор в объёме материала сердечника, поэтому его принудительно и не делают). Как Вы обеспечите в первичной обмотке расчётную индуктивность без зазора?

[niXto]

Существуют сердечники из распыленного железа, им зазор в однотактных не нужен вообще. Правда проницаемость у них маленькая, обычно не больше 100

[Serg SP]

Существуют сердечники из распыленного железа, им зазор в однотактных не нужен вообще.

Потому что он там уже есть, читайте мое сообщение выше.
Когда в ферритовом сердечнике делают зазор, эквивалентная проницаемость (lср/lзазора) тоже получается обычно не более 100.

[fox327]

Вникая в работу прямоходового преобразователя, я вижу обратное. Т.е. энергия передается тогда, когда ключ открыт и по сути сердечник вроде как и не запасает энергию и она передается сразу со входа на выход.
Подобный ход событий вроде как противоречит школьному учебнику.

Трансформатор передаёт энергию, а не запасает её. Поэтом учебнику ничего не противоречит.
А в обратноходовом преобразователе, по сути, применяется не трансформатор,
а накопительный дроссель, через вторичную обмотку которого энергия
передаётся в нагрузки при обратном ходе.