Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Wykład 6 Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek

Przetwornica jednotaktowa – przeciwsobna (ang. push-pull converter) Ip1 Iw1 D1 L Cwe C Uwe R0 Zp1 Zw1 U0 t1 T Zp2 Zw2 t1 - czas załączenia T1 T2 Ip2 Iw2 D2 t2 - czas załączenia T2 Dt - czas przerwy pomiędzy impulsami sterującymi T t2 Dt przekładnia transformatora

Analiza pracy przetwornicy jednotaktowej – przeciwsobnej FM Takt I T1 – włączony, D1-przewodzi, D2 -wyłączona L T1 IT1 ID1 D1 UT1 Zp1 Zw1 Uwe U1 C R0 U0 IT1 Uwe Zp2 Zw2 UT2 t1 T Dt T1,T2 – wyłączony, D1-przewodzi, D2 -przewodzi IT2 T1 IT1 ID1 D1 L IL UT1 Zp1 Zw1 Uwe C R0 U0 IM UT1 2Uwe Zp2 Zw2 D2 Uwe UT2 ID2 UT2 Takt II T2 – włączony, D1-wyłączona, D2 -przewodzi T1 IT1 ID1 D1 L U0 UT1 Zp1 Zw1 Uwe U1 C R0 U1 U0 Uwe Zp2 Zw2 IL T2 D2 UT2 Takt I Dt Takt II

Przedstawienie zjawisk w rdzeniu magnetycznym na krzywej magnesowania – zjawisko nasycenia Przetwornica jednotaktowa jednotranzystorowa B B Bs Bs H H Nasycanie rdzenia dla nie-prawidłowo zaprojekto-wanego transformatora -Bs -Bs iM(t) Ip FM IM prąd rozmagnesowania FM prąd magnesowania FMmax iw(t) * IM IMmax t t t t1

prąd przemagnesowania Przetwornica jednotaktowa przeciwsobna B B Bs Bs H H Nasycanie rdzenia przy niesymetrycznym stero-waniu tranzystorów -Bs -Bs FM IMmax prąd przemagnesowania prąd magnesowania FM IM Fs FMmax Dt -FMmax t1 t2 t1 > t2

Nasycenie rdzenia jako wynik niewłaściwego rozmagnesowania (przemagnesowania) transformatora FM Nasycenie w wyniku niesymetrii w układzie przeciwsobnym B Bs t Ip H t Przetwornica jednotaktowa jednotranzystorowa IT1 t -Bs IT2 t Przetwornica przeciwsobna

Nasycenie rdzenia dławika wyjściowego B IL Bs I1 DB B0 I0 t DH H H0(I0) H1(I1) Ip -Bs t S

Popularne odmiany przetwornicy przeciwsobnej Przetwornica mostkowa Przetwornica półmostkowa Uwe T1 T2 C1 T1 Uwe D1 D2 D1 D2 U0 U0 C2 T3 T4 T2 Takt I - włączony T1 i T4, dioda D2 przewodzi Dt - tranzystory wyłączone, obie diody przewodzą Takt II - włączony T2 i T3, dioda D1 przewodzi Takt I - włączony T1, dioda D2 przewodzi Dt - tranzystory wyłączone, obie diody przewodzą Takt II- włączony T2, dioda D1 przewodzi Cechy charakterystyczne: Tylko jedno uzwojenie pierwotne UTmax = Uwe Średnio skomplikowane sterowanie tranzystorów Dwukrotnie większy prąd tranzystorów Autokorekcja niesymetrii (C1, C2) Struktura stosowana przy średnich mocach (200W – 1000W) Cechy charakterystyczne: 1.Tylko jedno uzwojenie pierwotne 2.UTmax = Uwe 3.Skomplikowane sterowanie tranzystorów Struktura stosowana przy dużych mocach (powyżej 1 kW)

Porównanie podstawowych przebiegów po stronie wtórnej przetwornicy jednotranzystorowej i przeciwsobnej jednotranzystorowa (forward) U1 IL(IC) gdy g = 0,5 U0 t T przeciwsobna (push-pull) U1 U0 Dla takiego samego napięcia wyjściowego konieczna jest większa przekładnia „n”, a więc mniej zwojów po stronie wtórnej. IL(IC) Mniejsza składowa zmienna prądu w dławiku wyjściowym i w kondensatorze. t1 T

Porównanie przetwornicy jednotranzystorowej i przeciwsobnej jednotranzystorowa (forward) przeciwsobna (push-pull) transformator magnesowany tylko w jedna stronę (I-sza ćwiartka) większy rdzeń transformatora maksymalne napięcie na tranzystorze UT > 2 Uwe pojedyncze uzwojenie wtórne większa liczba zwojów uzwojenia wtórnego (większa szczytowa wartość napięcia wtórnego) współczynnik wypełnienia ograniczony do 0,5 konieczny układ rozmagnesowania większe wartości indukcyjności dławika i kondensatora wyjściowego pojedynczy tranzystor przełączający prosty układ sterowania tranzystora większe wartości prądu skutecznego w kondensatorze wyjściowym transformator magnesowany tylko w obie strony (I-sza i IV ćwiartka ) mniejszy rdzeń transformatora maksymalne napięcie na tranzystorze UT = 2 Uwe podwójne uzwojenie wtórne mniejsza liczba zwojów uzwojenia wtórnego (mniejsza szczytowa wartość napięcia wtórnego) współczynnik wypełnienia teoretycznie może osiągnąć wartość 1 mniejsze wartości indukcyjności dławika i kondensatora wyjściowego dwa lub więcej tranzystorów przełą- czających skomplikowany układ sterowania tran- zystorów mniejsze wartości prądu skutecznego w kondensatorze wyjściowym