Как гальваническая развязка влияет на импульсные преобразователи электрической энергии. Часть 1

Общеизвестно, что на размер и массу индуктивных элементов оказывают влияние рабочая частота и величина преобразуемой мощности. А именно: чем выше частота и чем меньше преобразуемая мощность, тем более компактным и легким можно сделать индуктивный элемент. Но следует учитывать, что максимальное значение рабочей частоты ограничено потерями, вызванными неидеальностью элементной базы, таким образом, на сегодняшний день оптимальным методом уменьшения трансформаторов и дросселей, не вызывающим  уменьшение их КПД, является только снижение величины преобразуемой мощности– скорости передачи энергии через их магнитные поля.

В случае, когда в схеме вся энергия, отдаваемая преобразователем в нагрузку, идёт через магнитное поле по меньшей мере 1индуктивного элемента, его преобразуемая мощность Р_ПМ равна выходной мощности Р_ВЫХ (Рисунок 1а). Приборы с такой схемой, как правило, используются для приложений, требующих гальванической развязки входа и выхода. При этом способов сделать вес и размер индуктивных элементов меньше довольно мало, а самым оптимальным из них является преобразование как можно большего количества энергии с помощью трансформаторов, ведь при прочих равных условиях трансформатор может быть до восьми раз меньше и легче дросселя.

Если гальванической развязки нет, даёт возможность также снизить уровень преобразуемой мощности с тех ситуациях, когда вход активной части включен в разрыв между входом и выходом преобразователя, что часто используется в импульсных преобразователей понижающего типа (Рисунок 2а).

Для «классических» понижающей и повышающей схем (Рисунок 2) уровень преобразуемой мощности можно определить по формуле:

При этом для повышающей схемы (Рисунок 2б), использующей принцип вольтодобавки, величина преобразуемой мощности совпадает с формулой (1).