AC-DC преобразуватели


Категория на документа: Други


Технически Университет - Габрово

Катедра:Електроника

Дисциплина:Преобразувателна техника

Иван Гьонев Танев, III курс, спец. Електроника
Фак.№ 20707111

Реферат

На тема:AC-DC преобразуватели

Понижаващо-повишаващ AC-DC преобразувател с подобрен фактор на мощността

1 Увод:

През последните години интересът към AC/DC преобразуватели с подобрен фактор на мощността (PF) е чуствителен.Този факт е продиктуван от почишените изисквания отностно хармоничния състав и електромагнитните излъчвания по захранващата променливотокова мрева, регламентирани в съответни международни стандарти.
Преобладаващата част от научните излседвания, разработки и публикации на водещите фирми, са посветени на повишаващия AC/DC стабилизиращ преобразувател с подобрен фактор на мощността.Тези преобразуватели, с мощност до 1kW са намерили наи-масово приложение като постояннотоково (DC) захранване на редица електронни устройства.
Редица електронно-технологични устройства изискват регулируемо DC захранване.В съчетание с подобрен фактор на мощността то може да бъде реализирано посредством понижаващо-повишаващ AC/DC преобразувател.Последният се описва в литературата, но при захранване с постоянно напрежение.В настоящата работа се разглеждат основните зависимости, позволяващи проектирането на преобразуватели, работещи в режим с корекция на PF.

2 Схема и принцип на действие:

Към класическата базова схема, състояща се от транзисторите Q1H, Q1L, диодите D1H, D1L и индуктивността L, са добавени и следните спомагателни елементи - транзисторите Q2H, Q2L, диодите D2H, D2L, D3H, D3L, резисторите RH, RL, индуктивностите Lrh, L8h, Lrl, L8l и кондензаторите Crh и Crl.Спомагателните елементи позволяват комутация при нулево напрежение на основните транзистори (ZVS).Тази конфигурация, използвана за повишаващия преобразувател, довежда до намаляване на комутационните загуби върху основните транзистори.Това от своя страна позволява при запазване на висок коефицент на полезно действие да се повиши честотата на комутация на основните транзистори.Следователно показателя LI2 на акумулиращата индуктивност намалява, а от тук намаляват и нейните маса и размери и тези на устройството като цяло.
Методът ZVS се илюстрира посредством времедиаграмите на фиг.2.До момента t0 акумулираната в индуктивността L енергия, през диодите D1H и D1L се прехвърля в изходния кондензатор Cout.В момента t0 се отпушват спомагателните транзистори Q2H и Q2L.В интервала t0-t1 токът Il се комутира от диодите D1 към спомагателните транзистори, изменяйки се по линеен закон.Продълвителността на този времеинтервал може да се определи посредством равенството:
След нулирането на тока през диодите D1H и D1L започва резонансен процес на прехвърляне на енергията на резонансните кондензатори Crh и Crl към индуктивностите Lrh и Lrl.Продълвителността на интервала t1-t2 се определя от зависимостта (5):
В момента t2 напрежението въру кондензаторите Vcr (съответно и напрежението Uds върху основните транзистори) е нула, а резонансният ток е максимален.Неговата стойност е (5):
Времето t2-t3 е време на реакцията на системата ZVS, следяща напрежението Uds на транзисторите Q1H и Q1L.В този интервал, съгласно първия закон на Кирхоф, токър през Lt и Q2 е Il +Ilm, а през обратния диод на транзисторите Q1 е само Ilm.В момента t3 транзисторите Q1 се отпушват, а Q2 се запушват.В интервала t3-t4 тока през основните транзистори нараства до Il.Токът през индуктивностите Lr протича през транзисторите Q1 и диодите D3.Той спада до нула, отдавайки натрупаната енергия в индуктивностите Lr на кондензаторите Cout и Cf.
В интервала t4-t5 се осъществява поредното натрупване на енергия в основната индуктивност L.След момента t5, преди прехвърлянето на поредната порция енергия от L към Cout, следва интервала t5-t6.В този интервал, със запушването на основните транзистори, напрежението им Uds1 нараства по линеен закон.Този факт е следствие на заряда на Ct от тока Il.Скоростта на нарастване на напрежението Uds1 се дава от зависимостта:
Предназначението на дроселът с насищане Ls е по време на интервала на прехвърляне на енергия от L към Cout да ограничи до минимум тока през диодите D3 за сметка на този през диодите D1.
Резисторите Rh и Rl демпфират паразитните разколебания предизвикани от бариерния капацитет на диодите D3 в момента на прекратяване на тяхната проводимост t4.

3 Основни енергийни съотношения:

От специализираната литература за понижаващо-повишаващите DC/DC преобразуватели е известна зависимостта:

Където:

Uo - изходното напрежение;
Uin - входното напрежение;
D - коефицент на запълване;
Ton - време на натрупване на енергия в L;
Tsw - период на комутация на транзисторите;
От (5) може да се определи изменението на коефицента на запълване в рамките на един полупериод за захранващата мрежа D(θ):
Тук Uac е ефективната стойност на входното напрежение.Токът през акумолиращата индуктивност е :

Където: Ipk - максималната му стойност в момента на максимум на Uacm;
Моментната стойност на тока през основните транзистори е:

Средната му стойност се определя като:




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
AC-DC преобразуватели 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.