Site personal - 8) convertoare puls-puls

8) convertoare puls puls. Funcționarea, avantajele și dezavantajele.

NAVĂ - convertor puls-lățime, care generează un semnal PWM cu o valoare predeterminată a tensiunii de comandă. Principalul avantaj al SHIP - amplificator de putere de înaltă eficiență, care se realizează datorită a le utiliza exclusiv în modul cheie. Acest lucru reduce considerabil puterea de alocare a convertorului de putere (SP).

8.1.Protsessy în tranzistor convertoare puls puls

Modificarea valorilor de tensiune de consum prin intermediul modulare de impuls a tensiunii de intrare-puls le numim regulament. Esența ei constă în com periodică contorizează fluxul de energie transmis de la sursa de alimentare la consumator și înapoi. Reglementarea tensiunii pe sarcină poate fi realizată prin modificarea parametrilor de impulsuri pe care-Khodnev: τu durata și T. perioada de repetiție poate fi pregătit mai multe moduri TION lor de control al suspensiei pulsat, și anume:

1) Lățimea impulsului la care τu = var, T = const;

2) frecvența pulsului la care τu = const, T = var;

3) pulsul frecvență, în care τu = var, T = var.

Reglementarea puls-lățime-set utilizate cel mai frecvent, utilizarea căruia avantajele de control al impulsului meto-rânduri se manifestă cel mai mare grad.

Etapele de ieșire ale convertizoarelor de impulsuri impulsuri mai ușor pentru a efectua pe un valve complet controlată: tranzis-tori și tiristori dvuhoperatsionnyh, deblocând și a căror blocare se face prin intermediul unor impulsuri de comandă.

Atunci când puterea de ieșire până la câteva zeci de kilo-watt este oportun să se utilizeze tranzistori ca comutatoare.

Principalele avantaje ale transformărilor tranzistor puls-verters comparativ cu tiristoare sunt de înaltă frecvență de comutare, care permite să se obțină interval favorabil al tensiunii de ieșire și curent și un control total, ceea ce duce la o lipsă de noduri de comutare forțată. Non-suficiență este disponibilitatea de supratensiunile de comutare pe tranzistori. Prin urmare, convertoare de impulsuri tranzistor utilizate și Xia o surse de alimentare secundare pentru calculatoare, sisteme de comunicații, dispozitive de automatizare, precum și în sistemele automate electrice mici și mijlocii putere.

Clasificarea convertoarelor puls puls.

convertoare Puls-lățime (navei) clasa fied pe mai multe motive.

Așa cum sa indicat mai sus, NAVĂ pot fi diferențiate în funcție de tipul utilizat în modulul semiconductor de putere cu hog-:

a) navă pe supape controlate integral;

b) navei tiristor.

Acestea NAVĂ împărțit în ireversibil și reversibil.

NAVĂ ireversibil transforma tensiunea de intrare într-un impuls de amplitudine constantă și polaritate, dar durata diferită.

NAVĂ Reversible converti tensiunea de intrare sau alternativ jumătăți de perioade de durată variabilă, sau impulsuri de amplitudine constantă și durată variabilă polarizatori-Ness.

ireversibil NAVEI în funcție de includerea directă gestionate clapetei de accelerație și filtrul sunt împărțite în trei tipuri:

1) de reducere a navelor în care consiliile-trolled dispozitiv semiconductor și inductivitățile filtru conectat în serie cu sarcina;

2) creșterea Spike, care Dros SEL în serie, și supapa de control - pas-paralele de sarcină;

3) inversoare NAVĂ, în care supapa de comandă este conectat în serie, și inductivitățile în paralel cu sarcina.

8.2 Lățimea impulsului convertoare jos tip.

Jos convertor de impulsuri de tip, convertorul este o tensiune de curent continuu. chei semi-Vodnikova condus care reglementează transferul de energie electrică de la sursa de alimentare la sarcina, ha caracterizează două state „închis“ și „deschis“.

Fig. 6.1, și este un exemplu de realizare utilizat pe scară largă un tip în jos convertor puls de tensiune (IPP-1) cu scheniya dioda tranzistor comutator de circuit înlocuit, care este prezentat în ris.6.1,6.

Un element de reglare tranzistor efectuează VT. Circuitul invertor de ieșire include sarcină Zl caracter activ-inductiv și un filtru de netezire, în general, care conține condensator choke lf și Sf.

VD dioda, inclus în sens invers în raport cu circuitul de ieșire de tensiune, dar este un element de circuit necesar și pentru a crea în ea curentul de sarcină a circuitului după deschiderea cheii de control.

În intervalul inclus tasta SW1 (pis.6.I c) tensiunea de alimentare Ud este conectat la filtrul de netezire și de tensiune pe care-Khodnev Un = Ud.

VD dioda inversă este închis și curentul trece prin sarcină de la sursa de alimentare Ir. Curentul va atinge valoarea maximă-TION la momentul deschiderii SW1 comutatorului (Figura 6.1 g).

Figura 6.1. Puls convertor în jos de tip comutator diodă-tranzistor.

Mai mult, tensiunea la bornele bobinei inversează polaritatea, curentul prin sarcină începe să scadă și debitul prin bucla prin dioda freewheeling, UH = 0.

După SW2 circuitului cheie. Există diferite moduri de funcționare a circuitului definit de schimbarea caracterului curent.

La sfârșitul intervalului de tensiune aplicația curentă iH poate fi pozitiv sau zero. Primul caz este numit un mod continuu DC-TION, diagramele sale de sincronizare sunt prezentate în Fig. 6.2. Modul ASC-legat se produce atunci când porțiunea de capăt a intervalului energia stocată acumulat reactiv Element discretă-E: choke lf și LH sarcină inductanță.

Figura 6.2. Timing diagrame de tensiune și curent convertor modul de dolar în mii curent continuu

În cazul în care energia stocată este egală cu zero, apare un mod de curent discontinuu caz swarm auto-numit (ric.6.3).

Figura 6.3. Diagramele de sincronizare de tensiune x curent în convertor scade modul curent continuu,

Caracterul de variație a curentului în sarcină într-o mare măsură determină tipul de relații cantitative care descriu audio convertoarelor de tensiune de circuit puls.

Trebuie remarcat faptul că modul curent continuu la vyshen de putere pe sarcină și o gamă largă de schimbare în comparație cu curent discontinuu transformări mode-verters oferă anumite proprietăți pozitive.

Valoarea medie a tensiunii pe sarcină este:

în cazul în care ciclul de lucru γ = τi / T; τi - durata impulsului; T - perioada de comutare; Ud - la sursa de tensiune a fost.

Astfel, modificarea coeficientului de umplere-TION pot fi obținute la ieșire PWM invertor diferite valori ale tensiunii medii peste sarcina, care, pentru un traductor de tip jos, tensiunea de alimentare.

Valoarea instantanee a curentului de sarcină în timpul impulsului și pauzei pot fi preparate prin diverse metode, de exemplu, soluții de ecuații diferențiale care descriu procese electro-magnetice în transmițător.

În modul curent continuu ecuațiile indicate sunt cu condiția ca rezistența internă a sursei și pi Thaniah rezistența de accelerație tinde la zero

în care L - inductanța totală a filtrului și sarcina; RH a circuitului de sarcină rezistență -active.

Soluția pentru curentul de sarcină este:

constanta de timp a circuitului de sarcină.

Valorile maxime și minime ale curentului de sarcină (curent prin tranzistor și dioda freewheeling) pot fi găsite de expresie a (5.1) pentru t = 0 momente și t = ti:

încărca amplitudine de unda de curent

Din expresia (2.2) implică faptul că amplitudinea este maximă atunci când γ = 0,5.

Valoarea medie a curentului de sarcină

determinată de valoarea medie a impedanței de tensiune și de sarcină.

În modul discontinuu, amplitudinea curentului magnitudinii riplul curentului depinde de valoarea maximă de:

8.3 Pulsed DC tip convertor step-up.

In figura 6.4, prezintă un simplu circuit de putere a crescut de depleție în impulsuri convertor de tensiune DC cu paralel și un tranzistor de sarcină și o relativă-ing de secvență la aceasta includere Iph accelerației circuit echivalent a unui astfel de traductor este prezentat în figura 6.4, b.

Când VT deschis condiție de accelerație Dacă tranzistor la cheie la o sursă de energie electrică, VD Dioda închis-off de la condensator Bootarea sursă și sprijină uro-Wen tensiunea de ieșire.

În intervalul de timp specificat curentul prin inductor iL crește până la o valoare maximă (figura 6.4). Când supra-piranil tranzistor, adică după deschiderea închiderii SW1 și SW2 cheie (Figura 6.4, z), energia acumulată în inductor, la un prim interval este aplicat pe circuitul de ieșire în RC-circuit. Astfel Dacă curent inductor descrește liniar până la sfârșitul anului Stig valoarea minimă de interval. Dacă convertorul funcționează în modul curent continuu (figura 6.5), maximă și minimă inductor valoarea curentului tran ICAN diode și definită de următoarele expresii:

Figura 6.4. Puls de tensiune invertor de tip pas-up

Figura 6.5. Diagramele de sincronizare de convertor curent și tensiune impuls în modul curent continuu

Inductor amplitudine de unda de curent

Valoarea medie a curentului de sarcină este determinată de accelerație-com pe a doua porțiune a perioadei de comutare

unde Te = lf / rs; t0 - timpul de închidere a tranzistorului

Dacă acceptăm ipoteza că de intrare și ieșire curent riplul picior și de tensiune nu sunt disponibile, se pot obține din expresia (2.3) a caracteristicii externe ki:

în care RVH - rezistența internă a litania sursă; E - sursa electromotoare.

Prin creșterea rezistenței sarcinii curentului IL scade Xia poate să apară mai rapid și discontinuu modul curent scorii-A (Figura 6.6).

Figura 6.6. Diagramele de sincronizare de curent și tensiune Convertorul pentru modul preryvis-curent.

În cazul în care modul de curent continuu, prin creșterea productivității fluctuațiilor-leagăn poate fi făcută în mod arbitrar ma-LYM, modul intermitent „curent

8.4 inversor un convertor lățime de impuls.

Vaporul inversor (Figura 6.7 a, b.) Conectat în paralel cu îneca filtru și tranzistorul de putere - în serie în raport cu sarcina.

În starea deschisă a tranzistorului de putere VT VD dioda închis sub acțiunea tensiunilor însumează sursa de alimentare și sarcina aplicată pe acesta în direcția opusă, după care Corolarului, sarcina de la sursa de alimentare este oprită (ris.6,7, .v). În această paralelă sursa podklinen lf Dros-sel în care are loc o acumulare de energie.

În închidere energia tranzistorul VT acumulat în inductor Nye, Sf furnizat condensatorului și sarcina prin dioda deschis (Figura 2.7 g) și polaritatea invertorului de tensiune de ieșire este de polaritate opusă tensiunii pi-decongelare. Diagramele de sincronizare de curenți și tensiuni pentru șocul continuu modul curent prezentat în ris.6.8.

Pentru un mod de curent continuu, considerăm că-starea deschisă a tranzistorului este aplicată tensiunea de șoc Ud nutriție. și, când este închis - UH.

maximă și minimă inductor, valoarea curentă tran-ICAN și dioda:

Ris.6.7. Inversarea convertor DC

Figura 6.9. Diagramele de sincronizare de curenți și tensiuni în-vertiruyuschego Convertor în modul curent discontinuu.

Granița dintre modurile continue și discontinue, apoi ing poate fi definit prin inegalitatea:

unde γVT durata relativă a tranzistorului deschis în picioare VT.

În cazul în care inegalitatea a spus are loc re-press curent continuu.

Inversarea NAVA ca un convertor impuls, produce tensiune de o tensiune de ieșire mai mare de alimentare IC poate.

În literatura sovietică există alte Hosting Proiect NAVEI-TION cu conexiune serie de conexiune cheie și în paralel a pedalei de accelerație. De exemplu, astfel de emițătoare sunt numite inversate.

Trebuie remarcat faptul că ridicătoare și inversoare pre-caracterizate elementele cel mai rău formând-folosind un filtru, dimensiuni considerabil mari și greutate, o rezistență internă ridicată, folosind cel mai rău curent re reglează tranzistor și dioda comparativ cu convertorul jos.

8.5 Inversarea puls Convertor lățime

În aceste scheme, convertoarele de tensiune pe tine, desigur, are același semn. convertoare reversibile sunt folosite pentru a produce o tensiune alternativă. Prevalența-nennoy cele mai multe dintre ele este o diagramă construită pe baza prezentului adus în jos-convertor. Pentru a ilustra activitatea sa la începutul curse cu aspect de modificare a circuitului convertor Buck în figura 6.10 a apărut pe cât de bine. Când tranzistori formează Xia același circuit (Figura 2.10, b) transformarea în jos-ERS, și zona

0

Dacă la momentul următoarei tranzistori de comutare curent nu este timpul să fie redus la zero, sa caracterizat continuu ter, așa cum se arată în ris.2.II asemenea. Un astfel de mod este numit non-discontinuu, în acest mod sau tranzistori, sau di-ode. În cazul în care curentul este redus la zero înainte de momentul de comutare tranzistori, diode și merge pe curba într-un minut, iar presiunea este teren cu o valoare de zero (figura 6.11, b) în cazul în care toate supapele sunt oprite. Acest nume mod etsya intermitent.

Valoarea medie tensiune UH sarcină este:

Figura 6.10. NAVA în jos tip cu actuala criză forțată:

și - circuitul convertor; b este un flux de curent contur atunci când este închis-tiristo pax;

o - cale pentru fluxul de curent în timpul diode menționat-blocare.

Ris.6.II. Diagramele de sincronizare ale proceselor din circuit convertor:

și - într-un flux continuu pe foc rata; 6 - sarcină la curent discontinuu.