Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek Wykład 5.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek Wykład 5."— Zapis prezentacji:

1 Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek Wykład 5

2 Przetwornice impulsowe Zastosowanie transformatora - zapewnia izolację galwaniczną pomiędzy wejściem i wyjściem (bezpieczeństwo, dowolna polaryzacja napięcia wyjściowego) - małe wymiary transformatora ze względu na dużą częstotliwość przełączania - obniżanie lub podwyższanie napięcia wyjściowego niezależnie od przyjętej podstawowej struktury sterownika impulsowego - możliwość obniżenia napięcia wejściowego tak, aby można było wykorzystywać optymalny zakres współczynnika wypełnienia (w szczególności dotyczy to zasilaczy sieciowych – wysokie napięcie wejściowe i bardzo niskie napięcia wyjściowe) - możliwość łatwego uzyskania kilku napięć wyjściowych

3 = Przetwornica jednotaktowa – jednotranzystorowa (ang. forward converter) ZZpZZp ZZwZZw ZZdZZd T DD1DD1 DD2DD2L C RR0RR0 U0U0 UpUp UwUw U we C we przekładnia transformatora typowy obwód filtru sterownika STSI T Model transformatora UpUp IpIpIpIp IMIM I w = I w /n LLpLLp * U p = U w n * L L sp L L sw IIpIIp IIwIIw UwUw IIwIIw transformator idealny n Zakładamy: L sp, L sw = 0 r p, r w = 0 r p, r w = 0 rprprprp M

4 Schematy zastępcze przetwornicy jednotaktowej Takt I 0 < t < Takt I 0 < t < Tranzystor T - włączony, dioda D2 - przewodzi, dioda D1 - nie przewodzi n L C RR0RR0 U0U0 T DD1DD1 DD2DD2 IMIM I p = I T U we IwIw UpUp UwUw ILIL IMIM ITIT ILIL M I Lmin I Lmax M LLpLLp IMIM ITIT I Mmax Mmax

5 Takt II < t < T Tranzystor T - wyłączony, dioda D2 - nie przewodzi, dioda D1 - przewodzi n L C RR0RR0 U0U0 T DD1DD1 DD2DD2 IMIM I p = 0 U we I w =0 U p U w ILIL IMIM ITIT ILIL M I Lmin I Lmax M LLpLLp IMIM ITIT I Mmax Mmax UpUp U w =Up/n U d =U we DDdDDd Up=Up= UTUT ZZpZZp ZZdZZd T U we I0I0 IMIM I Mmax prąd w Zp prąd w Zd 1.Po wyłączeniu T pojawia się przepięcie U p na uzwojeniu Z p i transformuje się jako U w na stronę wtórną 2.Wyłącza się dioda D 2, przepięcie transfor- muje się na uzwojenie Z d i włacza diodę D d 3.Napięcie U d osiaga wartość U we i nie może więcej wzrastać 4.Napięcie U d =U we transformuje się na uzwojenie Z p poziomując je na wartości U p 5.Rdzeń transformatora rozmagnesowuje się w czasie 1 U d UTUT

6 Rozmagnesowanie transformatora – analiza szczegółowa ZZdZZd ZZpZZp i Zp (t) i Zd (t) LLpLLp LLsLLs T UTUT U Ls U we T UTUT U we U Ls I Zp I Zd M I Mmax Dążymy do tego, aby U Ls było jak najmniejsze, a więc L s musi być małe - to wymaga dobrego sprzężenia magne- tycznego pomiędzy uzwojeniami Z p i Z d W praktyce Z p = Z d i uzwojenia nawijaja się bifilarnie. wtedy U Tmax = 2U we wtedy U Tmax = 2U we W celu pełnego rozmagnesowania rdzenia musi być spełnione: rzeczywiste przepięcie Mmax

7 Różne sposoby rozmagnesowania rdzenia ZZpZZp ZZwZZw ZZdZZd T DD1DD1 DD2DD2L C RR0RR0 U0U0 U we C we DDdDDd Z Z p =Z d CsCsCsCs RsRsRsRs DsDsDsDs Układ tłumiący przepięcia na tranzystorze (ang. snubbar circuit) (ang. snubbar circuit) Wady: konieczność stosowania dwóch uzwojeń, trudności w nawijaniu, wysoki koszt transformatora, możliwość przebicia elektrycznego izolacji, współczynnik wypełnienia < 0,5, konieczność tłumienia przepięć na tranzystorze Zalety: Odzyskiwanie dużej części energii magnesowania (sprawność), jeden tranzystor przełączający, łatwe sterowanie tranzystora

8 ZZpZZp ZZwZZw T DD1DD1 DD2DD2L C RR0RR0 U0U0 U we C we Z Z p =Z d CsCs RsRs UpUp U T =U p +U we Gdy U o jest większe (większy rezystor R s ), to czas rozmagnesowania 1 maleje i może być mniejszy od. Tak więc można stosować współczynnik wypełnienia > 0,5 Wady: energia magnesowania jest tracona w rezystorze Rs, mniejsza sprawność, konieczność stosowania rezystora (rezystorów) dużej mocy, nagrzewanie elementów, możliwość wystepowania na tranzystorze napięcia większego od 2U we Zalety: Tańszy i prostszy transformator, możliwość pracy z większym od 0,5 współczyn-nikiem wypełnienia, brak dodatkowych przepięć na tranzystorze – nie ma problemu indukcyjności rozproszenia W tej konfiguracji przetwornicy układ nie stosowany w praktyce ze względu na zbyt duże straty mocy.

9 ZZpZZp ZZwZZw T2 DD1DD1 DD2DD2L C RR0RR0 U0U0 UpUp UwUw U we C we T1 D1 D2 U p =U we < 0,5 Wady: dwa tranzystory przełączające, skomplikowany układ sterowania, wyższe koszty Zalety: prosty transformator, brak dodatkowych przepięć na tranzystorze – nie ma problemu indukcyjności rozproszenia, napięcie na tranzystorze nie przekracza U we W tej konfiguracji przetwornicy układ stosowany często przy dużych mocach wyjściowych – zwykle powyżej 300 – 500W IpIpIpIp

10 Przedstawienie zjawisk w rdzeniu magnetycznym na krzywej magnesowania – zjawisko nasycenia B H BsBsBsBs -B s M Mmax IMIM I Mmax prąd magnesowania prąd rozmagnesowania B H BsBsBsBs -B s M IMIM IpIp i M (t) i w (t) * Nasycanie rdzenia dla nie- prawidłowo zaprojekto- wanego transformatora

11 Nasycenie rdzenia jako wynik niewłaściwego rozmagnesowania transformatora B H BsBsBsBs -B s M t t IpIp

12 Nasycenie rdzenia dławika wyjściowego B H BsBsBsBs -B s B0B0B0B0 H B H 0 (I 0 ) H 1 (I 1 ) t IpIp ILIL t I0I0 I1I1


Pobierz ppt "Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek Wykład 5."

Podobne prezentacje


Reklamy Google