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 8.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek Wykład 8."— Zapis prezentacji:

1 Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek Wykład 8

2 Elementy filtrów obwodów wyjściowych Kondensatory elektrolityczne Schemat zastępczy rzeczywistego kondensatora LcLcLcLc rcrcrcrc C i C (t) U LC U rC U CC UCUC U LC U rC U CC UCUC T C dla kondensatora 100 F/35V przy I c = 1,25A C = 100 F U c = 0,1V r c = 200 m U rc = 0,25V L c = 100 nH U LC = 0,0125V Zasadniczy wpływ na wielkość tętnień napięcia wyjścio- wego ma rezystancja szeregowa kondensatorów elektro- litycznych – stosujemy kondensatory specjalne o małym r s

3 Wpływ skutecznej wartości prądu na kondensatory filtrów wyjściowych zasilaczy impulsowych T T IDIDIDID I0I0I0I0 I0I0I0I0 Przetwornica dwutaktowa Przetwornica jednotaktowa IDIDIDID załóżmy: - przepływ krytyczny - = 0,5 - I 0 = 5A I max I max = 4I 0 = 20A I D < 20%I 0 = 1A ICICICIC U C U C U CC + U LC U LC U LC ICICICIC U C U C załóżmy: r C = 20m U C > 400 mV U C > 400 mV U C < mV U C < mV I csk = 8,16 AI csk = 0,81 A

4 Zasady doboru kondensatorów elektrolitycznych stosowanych w zasilaczach impulsowych pojemność napięcie znamionowe [ F] [V] Dopuszczalne wartości skuteczne prądu [mA] dla kondensatorów elektrolitycznych przy temperaturze 85 o C lub 105 o C i częstotliwości 120Hz (taki prąd powoduje przyrost temperatury kondensatora < 8 deg) [ o C] KtKt [Hz] KfKf 1201k10k 1 1,2 1, V V I cskmax =K t K f I sk

5 dobieramy kondensatory z małą rezystancją szeregową (specjalne) ze względu na małe tętnienia napięcia wyjściowego dobieramy kondensator (lub kilka kondensatorów łączonych równolegle) tak, aby nie przekroczyć maksymalnego dopuszczalnego prądu skutecznego dobieramy kondensatory o możliwie maksymalnych gabarytach ze względu na możliwości odprowadzania ciepła (straty mocy czynnej na rezystancji szeregowej r s ) minimalizujemy i symetryzujemy rezystancje szeregowe doprowadzeń elektrycznych do kondensatorów (ścieżki obwodu drukowanego, przewody, szyny metalowe itp.) umieszczamy kondensatory z dala od elementów grzejących się (rezystory mocy, radiatory elementów półprzewodnikowych) rdrd rdrd U wy =U 0 ZZwZZw DD1DD1

6 Dławik filtru wyjściowego 1. Wybór materiału magnetycznego – zależy od: - częstotliwości pracy - dla dużych składowych zmiennych prądu (pola magnetycznego) i częstotliwości powyżej 1 kHz stosowane są materiały magnetycznego) i częstotliwości powyżej 1 kHz stosowane są materiały ferrytowe ze względu na małe straty mocy, dla niskich częstotliwości należy ferrytowe ze względu na małe straty mocy, dla niskich częstotliwości należy stosować blachy żelazokrzemowe, które mają dużo większą indukcję nasycenia stosować blachy żelazokrzemowe, które mają dużo większą indukcję nasycenia Bs (można nawinąć mniej zwojów – mniejsze straty mocy w miedzi), najnowsze Bs (można nawinąć mniej zwojów – mniejsze straty mocy w miedzi), najnowsze opracowania technologiczne - rdzenie amorficzne i nanokrystaliczne stosowane opracowania technologiczne - rdzenie amorficzne i nanokrystaliczne stosowane dla częstotliwości do 20 kHz łączą zalety rdzeni ferrytowych i żelaznych (duże Bs dla częstotliwości do 20 kHz łączą zalety rdzeni ferrytowych i żelaznych (duże Bs oraz bardzo małe straty w rdzeniu) oraz bardzo małe straty w rdzeniu) - stosunku I DC /I AC - wymiary rdzenia, wielkość szczeliny, wielkość tzw. okna - własności mechanicznych – sposób mocowania, odporność na temperaturę, wstrząsy, wibracje itp. wstrząsy, wibracje itp. Procedura projektowania dławika 1. Określamy żądaną indukcyjność na podstawie wartości składowej zmiennej prądu L C Ro IoIo ILIL U0U0 U we

7 2. Dobór średnicy przewodu nawojowego zakładamy zwykle gęstość prądu 2,5 < J < 5 [A/mm 2 ] 3. Dobór wymiarów rdzenia i wielkości szczeliny w obwodzie magnetycznym B H BsBsBsBs -B s B0B0B0B0 H B H 0 (I 0 ) H 1 (I 1 ) bez szczelinyze szczeliną SwSw

8 Można skorzystać z wykresów Hahna 0,11, NI [Azw] AL.=10000 AL.=1000 AL.=400 EE30 AL.=6600 AL.=800 AL.=250 ETD34 a) a) przyjąć wstępnie rdzeń (wymiar) b) b) przyjąć wielkość szczeliny (AL) c) c) określić maksymalną liczbę IxZ [Azw] d) d) sprawdzić, czy można dla tej liczby zwojów uzyskać żądaną wartość L - (1) e) e) jeżeli nie, to zwiększyć szczelinę (zmniejszyć AL) i wrócić do pkt. d) f) f) jeżeli tak, sprawdzić, czy uzwojenie zmieści się g) g) jeżeli nie, to zwiększyć rozmiar rdzenia i rozpocząć od pkt. a) h) h) jeżeli tak - koniec procedury (1)

9 SeSe SwSw Dobór rdzenia na podstawie tzw. współczynnika AP (Area Product) charakteryzującego rdzeń o określonych wymiarach geometrycznych 0,2 1, I 0 [A] AP [cm 4 ] 10mH 1mH 100 H 10 H 1 H Dla podanego przykładu można dobrać rdzeń ETD34 – AP=1.185 cm 4, l = 34 mm l Obliczenie liczby zwojów dławika przyjmujemy I = I 0 +0,1I 0 oraz B = B max (T max )

10 Obliczenie długości szczeliny powietrznej przenikalność magnetyczna powietrza (=1) przenikalność magnetyczna próżni ( ) Wykorzystanie metody empirycznej przy obciążeniu maksymalnym zmniejszać szczelinę dławika obserwując przebieg Nawinąć na korpusie liczbę zwojów z L > z Lmin przewodem o maksymalnej grubości obserwować kształt prądu w dławiku (kształt tętnień napięcia wyjściowego) dobrać szczelinę, przy której tętnienia są najmniejsze i nie występują objawy nasycenia rdzenia I L (U rC ) szczelina optymalna

11 Straty mocy w elementach magnetycznych Straty czynne związane z rezystancja uzwojeń - tzw. straty w miedzi T I min I max t I T t I I max Straty w rdzeniu magnetycznym (prądy wirowe, przemagnesowanie) B [mT] P rdz [mW/cm3] kHz 60kHz 20kHz 10kHz 5kHz

12 Przyrost temperatury dławika lub transformatora określenie przyrostu temperatury jest istotne ze względu na: - temperaturę Curie (nieodwracalna możliwość utraty własności magnetycznych) - dopuszczalną temperaturę materiałów izolacyjnych (normy bezpieczeństwa) - dopuszczalny przyrost temperatury wewnątrz urządzenia Korzystamy ze wzorów przybliżonych (empirycznych): S C - powierzchnia całkowita transformatora [cm 2 ] Problem rozproszenia magnetycznego związanego ze szczeliną w dławiku (transformatorze) opaska miedziana szczelinę należy wykonywać tylko w kolumnie środkowej opaska magnetyczna zmniejsza pole rozproszenia (zakłóceń) ale zwiększa straty opaska nie może stanowić zwartego zwoju!


Pobierz ppt "Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek Wykład 8."

Podobne prezentacje


Reklamy Google