Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Wykład 4 Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek

Ciągłość przepływu prądu (strumienia magnetycznego) w dławiku sterownika STSI IL T L I0 I0 Uwe U1 D C Ro I0kr prąd krytyczny t T L L L Uwe U0 D U0 U0 U1 , U0 >U0 U0 t t1 T IL I0kr I0<I0kr

Charakterystyka wyjściowa sterownika STSI W zakresie obciążeń powyżej prądu krytycznego charakterystyki ste-rownika STSI są liniowe – łatwa jest realizacja sprzężenia zwrotnego W zakresie poniżej prądu kryty-cznego charakterystyki wyjściowe stają się silnie nieliniowe, co powoduje trudności w uzyskaniu stabilnie działającego sprzężenia zwrotnego. U0 Uwe 0,5Uwe I0 I0kr Obniżenie prądu krytycznego uzyskujemy: - przez podwyższenie częstotliwości przełączania - przez zwiększenie indukcyjności dławika Sterownik STSI - obniża napięcie wejściowe - bez obciążenia wzrost napięcia wyjściowego do Uwe - prąd w kondensatorze taki jak w indukcyjności

STEROWNIK IMPULSOWY „SIRT” Szeregowa Indukcyjność Równoległy Tranzystor L IL ID Io D IC ~ T UT UC Uwe UC Ro U0 C t U0 T Założenia: Dioda D i tranzystor T są idealnymi elementami przełączającymi Rezystancja szeregowa dławika L jest pomijalna (rL = 0) Pojemność kondensatora C jest bardzo duża (DUc << Uo) EL EL D D EC I takt Uwe T Io II takt Uwe T EC Io T – przewodzi, D – nie przewodzi T – nie przewodzi, D – przewodzi

Obliczamy IL korzystając z metody superpozycji Analiza podstawowych przebiegów w sterowniku „SIRT” UT I takt - schemat zastępczy 0 < t < t ILmin ~ ‘ L rL= 0 IL I0 t t T ~ UC IT Ro IT Uwe U0 ILmin t ~ ILmax UC << U0 IL , Obliczamy IL korzystając z metody superpozycji ILmin t ID ILmin t t IC t <<1 ~ UC Uc(0) t zmiana prądu w dławiku

„ Uo > Uwe L Ro UT II takt - schemat zastępczy t < t < T U0 ~ rL= 0 IL ILmax I0 t t T ~ IT UC Uwe UT Ro U0 t ~ ILmax UC << U0 IL Iwesr ILmin zmiana prądu w dławiku t w stanie ustalonym: ID t IC Funkcja przejścia sterownika SIRT t ~ UC t Uo > Uwe

Nieciągły przepływ prądu (strumienia magnetycznego) w sterowniku SIRT Iwe U0 DIL Iwekr g’ > g g t T Uwe z bilansu energetycznego: taki sam, jak w STSI I0kr I0 Sterownik SIRT - podwyższa napięcie wejściowe - nie może pracować bez obciążenia (niekontrolowany wzrost napięcia wyjściowego) - duży prąd skuteczny płynący przez kondensator

STEROWNIK IMPULSOWY „STRI” Szeregowy Tranzystor Równoległa Indukcyjność T IT ID Io IL IC ~ D UC Uwe L UL UC Ro U0 t T C U0 Założenia: Dioda D i tranzystor T są idealnymi elementami przełączającymi Rezystancja szeregowa dławika L jest pomijalna (rL = 0) Pojemność kondensatora C jest bardzo duża (DUc << Uo) T D T D EC EL EC I takt Uwe Io II takt Uwe Io EL T – przewodzi, D – nie przewodzi T – nie przewodzi, D – przewodzi

Analiza podstawowych przebiegów w sterowniku „STRI” I takt - schemat zastępczy 0 < t < t UL IT ILmin I0 Uwe ‘ t IL ~ UC t T Ro UL -U0 L IT U0 Uwe ILmin ~ UC << U0 t ILmax IL zmiana prądu w dławiku II takt - schemat zastępczy t < t < T ILmin „ t ILmax IL I0 ID ILmax „ ~ UC I0=ILsr L Ro t U0 IC t zmiana prądu w dławiku w stanie ustalonym: ~ UC Funkcja przejścia sterownika STRI Uc(0) t

Nieciągły przepływ prądu (strumienia magnetycznego) w dławiku sterownika STRI IL (Fm) przepływ ciągły przepływ krytyczny W takcie I ilość gromadzonej w indukcyjności energii jest stała, a więc przy zmniejszeniu prądu obciążenia poniżej poziomu krytycznego (pojawienie się przepływu nieciągłego) musi zwiększać się napięcie wyjściowe Ilmaxkr=DIL przepływ nieciągły t t IT t1 T t ID I0 I0kr I0<I0kr UL Uwe t U0

korzystamy z bilansu energetycznego (1) korzystamy z bilansu energetycznego -U0 (2) energia zgromadzona w indukcyjności w takcie I energia oddana do obciążenia w całym okresie T g > 0,5 z równań (1) i (2) otrzymujemy: g = 0,5 Uwe g < 0,5 I0kr I0 Sterownik STRI - podwyższa lub obniża napięcie wejściowe, zmienia biegunowość - nie może pracować bez obciążenia (niekontrolowany wzrost napięcia wyjściowego) - duży prąd skuteczny płynący przez kondensator