Современная силовая и измерительная электроника предъявляет всё более высокие требования к системам электропитания. В таких сложных устройствах, как многоканальные АЦП/ЦАП, промышленные контроллеры, медицинская диагностическая аппаратура, драйвера силовых инвертеров и преобразователей, часто возникает необходимость в наличии нескольких гальванически развязанных между собой и от первичной сети напряжений питания. Это необходимо для обеспечения электробезопасности, подавления синфазных помех и предотвращения возникновения паразитных контуров заземления, которые могут существенно снизить точность и надёжность всего устройства, а для драйверов силовых транзисторов это необходима для поддержания на затворе или базе транзистора напряжения относительно эмиттера или стока необходимого для полного открытия затвора [1-5].
Несмотря на широкий ассортимент готовых модулей питания, создание многоканальных источников с индивидуальной гальванической развязкой каждого выхода остаётся актуальной задачей. Использование нескольких независимых блоков питания приводит к увеличению массогабаритных показателей, стоимости и сложности системы в целом.
Особую сложность представляет организация надёжной обратной связи в таких системах, которая должна обеспечивать стабильность выходных параметров, сохраняя при этом гальваническую развязку. Применение магнитной обратной связи, реализуемой с помощью дополнительных обмоток на импульсных трансформаторах, является простым решением, но требует тщательного тестирования для каждого конкретного случая.
Целью данной работы является разработка, создание и экспериментальное исследование опытного образца многоканального источника питания с гальванической изоляцией между каналами и от сети питания, использующего принцип магнитной обратной связи для стабилизации выходных напряжений.
Базой для создания гальванически изолированного преобразователя является инвертирующий импульсный преобразователь, инвертирующий импульсный преобразователь — это схема, которая может работать как на повышение, так и на понижение входного напряжения, но с одной ключевой особенностью: полярность выходного напряжения противоположна полярности входного. Если на вход подается +12 V, то на выходе будет, например, -5 V или -15 V (относительно общего провода). Это достигается за счет особой топологии с индуктивным накопителем энергии. На рис. 1 представлена общая схема такого преобразователя.