III. Przetwornice napięcia stałego

Transkrypt

1 III. Przewornce napęca sałego

2 III.1. Wsęp Przewornce: dosarczane pożądanej warośc napęca sałego koszem energ ze źródła napęca G. Możlwość zmnejszana, zwększana, odwracana polaryzacj lb kszałowane pożądanego przebeg ().

3 Wcześnejsze rozwązana sablzaory lb reglaory o dzałan cągłym małe sprawnośc.

4 Typowe rozwązane: PWM, rzadzej przewornce rezonansowe. Jeden z podzałów: ransformaorowe (z zolacją galwanczną) bezransformaorowe.

5 Ogólna srkra: blok mocy (blok główny) blok serjący (analogowy lb cyfrowy) do serowana pracą klczy w blok głównym.

6 Tryb pracy z cągłym prądem cewk (connos crren mode - CCM) lb z necągłym prądem cewk (DCM).

7 III.2. Uproszczony ops podsawowych przewornc PWM w rybe CCM. III.2.1. Uwag ogólne Podsawowe kłady bezransformaorowe PWM: BUCK, BOOT, BUCK-BOOT. Blok główny: klcz (ranzysor), doda, cewka, kondensaor.

8 Obcążene: R. Przełączane z częsolwoścą f = 1/T (najczęścej klka khz do klk MHz). T ; OFF d A T

9 Napęce K konroljące san klcza d A OFF T

10 Cewka: rezerwar energ w rakce jednego okres, kondensaor: wygładzane napęca na obcążen, doda: przejmowane prąd w sane rozwarca klcza. Blok serjący reglje czas san włączena (zwarca) klcza.

11 W każdej z faz klczowana, napęce cewce w przyblżen sałe. na 1 ( ) ( ) d ( ) ( )

12 III.2.2. Przewornca BUCK (obnżająca napęce)

13 Założene: napęce na przewodzącym klcz pomjalne małe. Prąd cewk ne może zmenać sę skokowo. Rozważamy san salony.

14 Przebeg napęca prąd cewk:

15 = : począek fazy (zwarce klcza) ( ) () G OFF ( ) D ( )

16 Zakładamy dalej: D Warośc w chwlach T ( ) () G

17 ( T ) () ( ) T ąd: d A G Prakyczne:.1 d A.9 W sane salonym, zakres zman prąd : 2 G d A T

18 Bezpośredno po włączen G ; warnk począkowe zerowe; warnek ( T ) () ne jes spełnony. Przy założonym d A (określone ), przyros w faze wększy nż spadek w faze OFF.

19 III.2.3. Przewornca BOOT (podwyższająca napęce).

20 Założena jak poprzedno. Faza : G Faza OFF: ( ) () G G OFF ( ) ( ) G ( )

21 W chwlach T : ( ) () G ( ) ( ) G ( T )

22 ąd: G T T 1 G d A Jak wdać, oczywśce d A <1.

23 III.2.4. Przewornca BUCK-BOOT (odwracająca napęce)

24 Faza : ( ) () G Faza OFF: ( ) ( ) ( )

25 W chwlach T : ( ) () G () ( ) ( T )

26 ąd: T G 1 G d d A A Ujemne. od G. może być mnejszy lb wększy

27 any przejścowe po zmane G lb R reglacja d A ( ) przez blok serjący (zasada PWM).

28 III.3. Praca z necągłym prądem cewk. Prąd cewk narasa w faze maleje w faze OFF. Zmana określona przez nachylene zależnośc (), (zależne od ) przez czas rwana fazy.

29 W pewnych warnkach, spada do zera przed końcem fazy OFF jes o ryb pracy z necągłym prądem cewk (DCM w odróżnen od CCM).

30 Granca CCM DCM: I I warość średna (składowa sała).

31 BUCK: U G 2 U D A T Jednocześne: U I R

32 I zależy od obcążena (R), ne. Przy wzrośce R przejśce w san DCM. Z powyższych zależnośc warość kryyczna R C (BUCK) R C (1 2 D ) A T R R R R C C CCM DCM

33 Inne przewornce. BOOT: 2 RC 2 (1 DA ) T BUCK-BOOT: 2 RC 2 DA (1 DA ) T

34 Załóżmy: T = 2 sek, D A =.5, = 5 H Wedy: Bck : Boos : Bck R C R C Boos 1 4 : R C 2

35 Z wzorów na R C wynkają kryyczne warośc, T lb D A. Dla salonego R, przejśce w ryb DCM, gdy T, D, A.

36 Przewornca BUCK w rybe DCM. Gdy klcz K rozwary DCM rzy fazy: A) klcz zwary B) klcz rozwary C) klcz rozwary WE D D

37 Czasy rwana faz: D T, D T, A B D C T D A jak doychczas. D A D B D C 1 (D D ) B C T OFF

38

39 Dla wyznaczena U (salonego) w rybe DCM porzebne wyrażena na w poszczególnych fazach oraz zwązek: C R (1)

40 Faza A ( ) G U G U D A T

41 Faza B ( ) U D B T

42 Faza C

43 Z dwóch osanch równań: ( UG U ) DA U D B (2) Z r. (1) zwązek dla warośc średnch: C R U R

44 Z wykres (): Z osanch rzech równań: A G B A T D U U gdze D D max max ) ( 2 1 (3) 2 A G B A T D U U D D R U

45 Z (2) (3), po wyelmnowan D B orzymjemy: U U R G 8 D 2 A T Można sprawdzć, że dla R = R C, wzór powyższy daje U = D A U G.