December 11 2017 07:47:14
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Параметры силовых полупроводниковых преобразователей
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ (СИЛОВЫЕ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Для энергетических (силовых) преобразователей в качестве базового параметра принимают экономичность, характеризуемую коэффициентом полезного действия (КПД), который определяют как отношения полезной выходной мощности преобразователя к подводимой мощности. Экономичность энергетического преобразователя зависит от структуры, элементов схемы и режима их работы, что несложно проиллюстрировать на примерах простых стабилизаторов напряжения.

В силовой электронике прослеживаются история и тенденции развития электрических и электронных управляющих приборов. На начальной стадии развития электротехники в качестве элементов, управляющих электрической энергией (преобразующих напряжения и токи), использовались электромашинные и магнитные усилители, имеющие большую инерционность. Ламповый этап становления электроники привел к созданию мощных электровакуумных и ионных приборов (триодов, тиратронов), составивших основу силовых преобразователей и устройств электропитания. Ламповые преобразователи обладали большими габаритами и значительной теплоотдачей, отличались невысокой надежностью, малым КПД, имели ограниченный срок службы, что служило препятствием в создании высокоэффективных электронных устройств управления, особенно для мобильных систем. Интенсивное развитие энергетической электроники связывают с созданием мощных силовых полупроводниковых приборов и систем управления ими. Это позволило разработать принципы проектирования силовых аппаратов различного назначения на базе типовых структурных, схемных и конструктивно-технологических решений. Основным преимуществом полупроводниковых силовых устройств является их высокая эффективность при достаточно высокой надежности и малых габаритах.

Параметры силовых полупроводниковых преобразователей зависят от множества факторов, влияние которых можно проследить на примерах анализа простых устройств.  

Одним из распространенных силовых устройств является источник с параметрической стабилизацией постоянного напряжения непрерывного типа. Он реализован с использованием проходного биполярного транзистора Т1, смещение рабочей точки которого задается напряжением стабилитрона Д (рис.12.2). Выходное напряжение стабилизатора складывается из напряжений стабилитрона Uд и открытого перехода транзистора U*, т.е. U2 = Uд + U*.  При IУ << I1 имеем I2  @ I1 и соответствующие мощности на входе P1 = VI1 и выходе P2  = U2 I2  @  U2I1, причем входное напряжение U1 = U2 + Uкэ. Образующаяся разность входного и выходного напряжений  DU1 = V U1 компенсируется падением напряжения на транзисторе DU1 = DUкэ, что приводит к потерям мощности в транзисторе DP=DUкэI2, работающем в активном линейном режиме.


Рис 12.2. Источник напряжения с непрерывной (а), и импульсной (б) стабилизацией, диаграмма напряжений импульсного управления (в)

Отношение потерь к подводимой мощности а    = DP/P1 = DU1/V  пропорционально относительному измерению входного напряжения DU1. При большом диапазоне регулирования напряжения DP велико и КПД img001 характеризуется невысокими значениями.

С целью повышения эффективности непрерывное регулирование напряжения заменяют дискретным на основе транзисторного ключа (рис.12.2,б). Подверженное изменениям входное напряжение V с использованием широтно-импульсного модулятора (ШИМ) преобразуется в последовательность импульсов, имеющих постоянный период повторения Т и управляемую длительностью tи (рис.12.2,в). Выходное напряжение           U2 @ Vtи /T получают из импульсной последовательности u1(t) выделением постоянной составляющей с помощью низкочастотного фильтра (ФНЧ). Выходное напряжение U2 поддерживается неизменным при вариациях входного V за счет реализуемого ШИМ закона управления Vtи  @ const,

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 2,294,931 уникальных посетителей