Энергетическая электроника Мишуров Владимир Сергеевич Ст.преподаватель кафедры «Промышленная электроника», Зав. лабораторией "Преобразовательной техники и импульсно модуляционных систем"

Тема занятия : Однотактные преобразователи с трансформаторной развязкой

1. Назначение и отличительные признаки однотактных преобразовательных ячеек 2. Схемотехника однотактных преобразовательных ячеек (ОПЯ) 3. Источники вторичного электропитания на основе ОПЯ

мостовой инвертор напряжения с устранением намагничивания магнитопровода трансформатора Кривая перемагничивания трансформатора в двухтактном преобразователе

Однотактные преобразователи Импульсное намагничивание сердечника трансформатора при однополярных импульсах напряжения

2. Однотактная преобразовательная ячейка с прямым включением выпрямительного диода (прямо ходовая) Размагничивание сердечника трансформатора на U ВХ Для обеспечения надежного размагничивания

Транзистор открыт Транзистор закрыт Для режима непрерывного тока дросселя

Для уменьшения емкости конденсатора и индуктивности дросселя выходного фильтра имеет смысл увеличить, что приводит к увеличению напряжения на силовом транзисторе. целесообразно принимать для прямо ходовых преобразователей в пределах, следовательно, выполнить условие : при известных параметрах трансформатора

при размагничивании сердечника трансформатора на Uн выполнить условие: 2. Однотактная преобразовательная ячейка с прямым включением выпрямительного диода (прямо ходовая) при известных параметрах трансформатора

2. Однотактная преобразовательная ячейка с прямым включением выпрямительного диода (прямо ходовая) Цепь размагничивания трансформатора организована диодами VD1,VD2

Транзисторы открыты Транзисторы закрыты 2. Однотактная преобразовательная ячейка (прямо ходовая) отпайки в цепи намагничивания Регулировочная характеристика

2. Однотактная преобразовательная ячейка (прямо ходовая) отпайки в цепи размагничивания Транзисторы открыты Транзисторы закрыты Регулировочная характеристика при

Основные соотношения для расчета прямо ходовых преобразовательных ячеек Регулировочная характеристика преобразователя без потерь Параметры фильтра

Вопрос 1 Чем отличается сердечник трансформатора от сердечника дросселя ?

Ответ 1 В магнитопроводе дросселя должен быть немагнитный зазор

Транзистор открыт Транзистор закрыт 2. Однотактная преобразовательная ячейка с обратным включением выпрямительного диода (обратноходовая)

Основные соотношения для расчета обратноходовых преобразовательных ячеек Регулировочная характеристика преобразователя без потерь Параметры фильтра

2. Однотактная преобразовательная ячейка с прямым включением выпрямительного диода (прямо ходовая) R 1 C 1 VD4 – обеспечивают сброс энергии индуктивности рассеяния первичной обмотки W1

Преобразователь с активным «клампом» (VT1,VD1,C1) - Регулировочная характеристика интервал интервал заряда конденсатора С1 интервал разряда конденсатора С1

Диаграммы токов и напряжений преобразователя с активным «клампом»

Однотактная преобразовательная ячейка с принудительным размагничиванием магнитопровода трансформатора

Дроссель Lр обеспечивает подавление переменной составляющей тока в цепи размагничивания Временные диаграммы напряжений и токов ячейки с принудительным размагничиванием

Сдвоенный (квази двухтактный) преобразователь

Временные диаграммы напряжений и токов квази двухтактного преобразователя

Вопрос 2 Укажите максимальную относительную длительность управляющих импульсов транзисторов в «квази двухтактных» преобразователях.

Ответ 2

Требования, предъявляемые к ИВЭП: - высокий КПД; - высокое качество выходного напряжения (точность выходных параметров, Кп, Кг); - динамические характеристики (диапазон регулирования, быстродействие, качество переходного процесса и т.д.); - хорошие массогабаритные показатели и минимальная стоимость; - высокая надёжность, наработка без отказов (наличие защит); - совместимость с сетью и допустимый уровень радиопомех.

источник питания на основе однотактной преобразовательной ячейки

Вопросы для самоконтроля 1. Поясните принципы действия ОПЯ (однотактной преобразовательной ячейки). 2. В чем заключается отличие электромагнитных процессов в схемах с прямым и обратным включением выпрямительного диода ? 3. Как выглядит кривая намагничивания в ОПЯ ? 4. С какой целью в ОПЯ вводят принудительное подмагничивание ? 5. С какой целью ОПЯ проектируют двухтранзисторными ? 6. Почему в обратноходовой ячейке используется емкостной фильтр ? 7. Какими преимуществами обладает «квази двухтактные» преобразователи ?

1. Анализ исходных данных технического задания. 2. Выбор (разработка) силовой цепи инвертора. 3. Описание принципа работы преобразователя с использованием временных диаграмм напряжений и токов, характерных для выбранного инвертора. 4. Расчет электрических параметров элементов силовой цепи и выбор элементов. 5. Разработка схемы управления. 6. Для стабилизированных вторичных источников питания расчет статической точности и устойчивости замкнутой системы. 7. Моделирование (макетирование) узлов и системы в целом. Методика проектирования преобразователей со звеном повышенной частоты:

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Основная литература 1. Кобзев А.В., Коновалов И.Б., Семенов В.Д. Энергетическая электроника: Учебное пособие. В 2-х частях Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, с. 2. Мишуров В.С., Семенов В.Д. Энергетическая электроника: Учебное методическое пособие. Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, с.

Дополнительная литература 1. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи: семейства, характеристики, применение. – М.: Издательский дом «Додэка-XXI», – 364 с. 2. Высокочастотные транзисторные преобразователи / Э.М. Ромаш и др. – М.: Радио и связь, – 288 с. 3. Мелешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника. Москва: Техносфера, – 632 с. 4. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. – М.: Энергоатомиздат, – 296 с. 5. Сергеев Б.С. Схемотехника функциональных узлов источников вторичного электропитания: Справочник. – М.: Радио и связь, – 224 с.

Спасибо за внимание Вопросы и пожелания можно присылать через диспетчерский отдел ФДО Возможно высылать любые вопросы по ЭЭ. Я постараюсь на следующих занятиях по возможности дать ответы. Следующее занятие будет посвящено выполнению курсового проекта по «Энергетической Электронике». Посмотрите: « Энергетическая электроника » Методические указания и примеры выполнения курсового проекта. Мишуров В.С.