О поиске «идеальных» решений в силовой электронике

«Идеальный» повышающий импульсный регулятор напряжения.

В отличие от понижающих ИРН, повышающие ИРН (boost converters, далее - бустерные регуляторы напря­жения) редко используются для пре­образования больших мощностей. Это связано, в первую очередь, с пло­хим согласованием бустерного регу­лятора напряжения с нагрузкой. В нагрузку поступает импульсный ток со 100-% модуляцией, что требует применения фильтрующего конден­сатора С1 большой ёмкости, установ­ленного параллельно нагрузке R1. Для радикального улучшения бустерного регулятора необходимо обеспечить непрерывную подзарядку фильтрующего конденсатора.

В импульсном повышающем регуляторе ёмкость конден­сатора С1 может быть уменьшена бо­лее чем на порядок без увеличения пульсаций напряжения на нагрузке R1.

Работает предлагаемый бустерный регулятор напряжения следующим образом. При замыкании ключа QJ ток дросселя Li протекает по цепи: первичная обмотка трансформатора Т1, ключ Q1, источник напряжения VI. При этом во вторичной обмотке трансформатора Т1 возникает ток, протекающий по цепи: диод D2, на­грузка R1, источник напряжения VI. Входной ток в результате равен сумме тока дросселя L1 и тока во вто­ричной обмотке трансформатора Т1. Ток в дросселе L1 начинает нарастать.

При размыкании ключа Q1 ток во вторичной обмотке трансформатора Т1 уменьшается до нуля, диод D2 запи­рается, ток дросселя L1 протекает че­рез диод D1, нагрузку R1 и источник напряжения VI. Далее, отпирается ди­од D3, и к вторичной обмотке транс­форматора Т1 прикладывается вход­ное напряжение Е, обеспечивающее обратное перемагничивание сердеч­ника трансформатора Т1. К ключу прикладывается сумма напряжения на первичной обмотке трансформатора Т1 и напряжения на нагрузке R1. Ток дросселя L1 начинает уменьшаться.
Таким образом, в нагрузку R1 ток поступает как при разомкнутом, так и при замкнутом ключе Q1.
При одинаковом числе витков пер­вичной и вторичной обмоток транс­форматора Т1 (практически очень важный случай) выходной ток/ои( ре­гулятора напряжения непрерывен и равен току в дросселе L1. В результате предлагаемый бустерный регулятор напряжения по выходу согласован с нагрузкой так же хорошо, как им­пульсный понижающий регулятор напряжения, а по входу имеет 50-% модуляцию входного тока.
При этом регулировочная характе­ристика предлагаемого бустерного регулятора напряжения в режиме непрерывного выходного тока вы­числяется по формуле:
г/К1 = (1+у), где t/R1 - напряжение на резисторе R1, у - относительное время замкну­того состояния ключа Q1.
Режим непрерывного выходного тока нарушается, когда сердечник трансформатора Т1 не успевает перемагнититься за время разомкнутого состояния ключа Q1. Это случится при некотором у0, когда (/К1-Я)УоГ=(1-Уо)Г, где Т- период работы ключа Q1.

Учитывая, что f/R1 = (1 + у0)Д полу­чим уравнение для определения у0:
У() +То -1 = 0=>у0 =“~-"~ = 0.618.
При у > у0 сердечник трансформа тора Т1 начинает входить в насыгце ние в конце интервала времени замк нутого состояния ключа Q1. В резуль тате ток в нагрузку не поступает и наступает режим прерывистого вы­ходного тока.

Подчеркнём также и основные особеннос­ти предлагаемого бустерного регуля­тора напряжения в режи­ме непрерывного выходного тока при Um < 1,61 8Е:
выходной ток/ои, равен току в дрос­селе L1, поэтому выходная характе­ристика регулятора соответствует характеристике генератора тока и возможно получение малых пульса­ций в нагрузке R1 даже при отсут­ствии фильтрующего конденсато­ра С1;
при замыкании ключа Q1 индук­тивность рассеяния трансформато­ра Т1 ограничивает обратный ток диода D1, в результате в ключе Q1 и диоде D1 динамические потери в этот момент отсутствуют;
ток в элементах схемы LI, Ql, D1 в Um/E раз меньше, чем в классичес­ком бустерном регуляторе напря­жения;
«пульсации выходного напряжения на один-два порядка меньше, чем в классическом бустерном регулято­ре напряжения;
отсутствие в схеме конденсаторов с большой токовой нагрузкой рас­ширяет область применения данного регулятора напряжения до мегаваттных мощностей; ф к недостаткам можно отнести уве­личенное напряжение на разомк­нутом ключе Q1 (по сравнению с классическим бустерным регулято­ром напряжения на величину вход­ного напряжения Е). Рассмотренные технические реше­ния - снаббер тока и повышающий импульсный регулятор напряжения с непрерывным выходным током - за­щищены патентами РФ.

Ну а если отойти от теории и поговорить об обычных вещах, то следует завести разговор о календарях, предмет, который необходим каждому человеку у себя дома. Посоветуем Вам компанию, цена изготовления календарей у которой очень низкая, типография может выполнить любые календари в сжатые сроки и с надлежащим качеством.

.
 

Новости

Специалисты "Россети ФСК ЕЭС" установили новые опоры на главных ЛЭП в Подмосковье
29.12.2020 | 
Работы проводились на 4-х электролиниях 220 киловольт «Каширской ГРЭС –...
Сибирские энергетики ведут работы по подготовке к сильным заморозкам
28.12.2020 | 
Одновременно в нескольких регионах деятельности компании «Россети Сибирь» в начале...
"Россети Тюмень" выполнили ввод в эксплуатацию ПС "Ореховской" в Югре
27.12.2020 | 
Подстанция «Ореховская» была торжественно введена в работу в Югре. В...
"Россети ФСК ЕЭС" отремонтировали разъединители на 29 ПС Дальнего Востока
26.12.2020 | 
Энергетики «Россети ФСК ЕЭС» (ПАО «ФСК ЕЭС») выполнили обновление в...
В Артеме ДРСК выполняет строительство новой подстанции
25.12.2020 | 
В городе Артем Приморские электросети (филиала АО «ДРСК», входящего в...
Энергетики "Россети ФСК ЕЭС" обновили изоляцию на 40 магистральных ПС Центральной России
24.12.2020 | 
Энергетики «Россети ФСК ЕЭС» выполнили замену 3,5 тысяч опорно-стержневых изоляторов...
Сейчас 41 гостей онлайн