Przetwornice napięcia. Stabilizator równoległy i szeregowy. Stabilizator impulsowy i liniowy = U I I. I o I Z. Mniejsze straty mocy.

Transkrypt

1 Przetwornice napięcia Stabilizator równoległy i szeregowy = + Z = Z + Z o o Z Mniejsze straty mocy Stabilizator impulsowy i liniowy P ( ) strat P strat sat max o o o Z Mniejsze straty mocy = Średnie t = t + t off Jeszcze mniejsze straty mocy 1

2 Wartość średnia przebiegu impulsowego Średnie t = = γ T t off T = t off + T okres γ = /T wsp. wypełnienia Regulator obniżający napięcie o = Średnie t = t + t off = γ Cewka indukcyjna L L D L di( t) i ( t) = L L dt t i( t) i( t0) = ( t t 0 ) L 2

3 Nie można obecnie wyświetlić tego obrazu. Cewka indukcyjna D L P=* di( t) i ( t) = L L dt t i( t) i( t0) = ( t t 0 ) L Duża indukcyjność - Małe napięcie - pomalej zmienia się prąd moc zmagazynowana = moc oddana Zależności dotyczące cewek B max = [T] dla ferrytów i częstotliwości [khz] B max z max z max = µ 0µ w µ 0 l p l p lr 1 + µ w l r l p gdy µ w l >> BSz z S 2 z S = L = µ 0µ w = AL z µ 0 l p l p lr 1 + µ w l r r Dla napięć sinusoidalnych: Dla napięć prostokątnych : 2 1 max skut = 2π f BmaxS = max = f BmaxS = 1 BmaxS z z z γ t Regulator obniżający napięcie (współbieżny forward, feedthrough) C D miter L t 0 = γ = T 2 L min C > 4 max T tetnień max 0 t napięcie wyjściowe, napięcie wejściowe,,t off, T czas włączenia, wyłączenia klucza i okres, prąd szczytowy indukcyjności i klucza L min minilalna indukcyjność tetnień napięcie wyjściowe tętnień 3

4 Regulator obniżający (obciążenie krytyczne) miter L T < kryt = ( 1 γ )γ 2L Napięcie wyjściowe może wzrosnąć do!!! Regulator obniżający samowzbudny RF Regulator podwyższający (przeciwbieżny flyback) C Klucz Kl L 1 0 = 1 γ L min C > 2 max T tetnień max t 1 + t off t napięcie wyjściowe, napięcie wejściowe,,t off, T czas włączenia, wyłączenia klucza i okres, prąd szczytowy indukcyjności i klucza L min minilalna indukcyjność tetnień napięcie wyjściowe tętnień 4

5 Regulator odwracający napięcie (przeciwbieżny flyback) C L L γ 0 = 1 γ L min C > 2 max T tetnień max t 1 1 γ napięcie wyjściowe, napięcie wejściowe,,t off, T czas włączenia, wyłączenia klucza i okres, prąd szczytowy indukcyjności i klucza L min minilalna indukcyjność tetnień napięcie wyjściowe tętnień Przetwornica odwracająca Regulator odwracający (obciążenie krytyczne) L L C γ < kryt = ( 1 γ )T 2L Napięcie wyjściowe może wzrosnąć do!!! 5

6 Regulator dławikowy (magazynujący energię) z izolowanym wyjściem (przeciwbieżny flyback) Kl Sprzężenie zwrotne z izolacją!!!!!!!!!!!! Dodatkowe uzwojenie pozwala rozładować energię w dławiku przy braku obciążenia Step up MC34063 nverting MC

7 Step down MC34063 Wzory projektowe MC34063 Kwerter przeciwbieżny (fly back) Klucz Prąd pierwotny Kwerter współbieżny Prąd wtórny + pomocniczy Sumaryczny strumień pola magnetycznego 7

8 Kwerter współbieżny (forward) Kwerter przeciwbieżny Klucz Prąd pierwotny + wtórny (ujemny) Prąd pomocniczy Sumaryczny strumień pola magnetycznego Choke vs. transformer p B - + p B - + choke: ly primary is cducting B transformer: both primary and secdary are cducting simultaneously; magnetic flux of both cancel out (almost) Kwerter współbieżny W kwerterach współbieżnych: nergia zostaje transformowana (nie jest magazynowana w polu magnetycznym rdzenia) Prąd magnesowania jest mały Zamiast dławika stosuje się transformator o mniejszych gabarytach W kwerterach współbieżnych symetrycznych średni prąd magnesowania jest zerowy 8

9 Przetwornice przeciwsobne (współbieżne) dużej mocy +out +out wagi ogólne Praca z dużą częstotliwością (10-200kHz) i krótkimi czasami przełączania (10-200ns): Dobór diod i tranzystorów Duże zakłócenia Przepięcia Projektowanie dławików i transformatorów Zjawisko naskórkowości Pojemności pasożytnicze (rezanse) Podsumowanie Zalety: Duża sprawność Małe wymiary Wady: Mniejsze współczynniki stabilizacji Zakłócenia Nieco większe ceny Przetwornice pojemnościowe (pompa ładunkowa) do własnych przemyśleń (n.cl7660) 9

10 Zapamietać Zasada działania przetwornic dławikowych: obniżającej napięcie podwyższającej napięcie odwracającej napięcie Wady i zalety przetwornic 10