Teoria Przekształtników - kurs elementarny

Podobne dokumenty
Teoria Przekształtników - kurs elementarny

Przekształtniki napięcia stałego na stałe

41 Przekształtniki napięcia przemiennego na napięcie stałe - typy, praca prostownika sterowanego

Przetwornica mostkowa (full-bridge)

Właściwości przetwornicy zaporowej

Motywacje stosowania impulsowych przetwornic transformatorowych wysokiej częstotliwości

DANE: wartość skuteczna międzyprzewodowego napięcia zasilającego E S = 230 V; rezystancja odbiornika R d = 2,7 Ω; indukcyjność odbiornika.

W4. UKŁADY ZŁOŻONE I SPECJALNE PRZEKSZTAŁTNIKÓW SIECIOWYCH (AC/DC, AC/AC)

IMPULSOWY PRZEKSZTAŁTNIK ENERGII Z TRANZYSTOREM SZEREGOWYM

Dobór współczynnika modulacji częstotliwości

12. Zasilacze. standardy sieci niskiego napięcia tj. sieci dostarczającej energię do odbiorców indywidualnych

Stabilizatory impulsowe

Badanie układów prostowniczych

Przekształtniki impulsowe prądu stałego (dc/dc)

PRZEKSZTAŁTNIKI SIECIOWE zadania zaliczeniowe

Prostowniki. Prostownik jednopołówkowy

PRZEKSZTAŁTNIKI SIECIOWE zadania zaliczeniowe

AC/DC. Jedno połówkowy, jednofazowy prostownik

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 26/16

PL B1. AZO DIGITAL SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Gdańsk, PL BUP 20/10. PIOTR ADAMOWICZ, Sopot, PL

(57) 1. Układ samowzbudnej przetwornicy transformatorowej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B2 PL B2 H02M 3/315. fig.

PRZEKSZTAŁTNIKI REZONANSOWE

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

PL B1. Przekształtnik rezonansowy DC-DC o przełączanych kondensatorach o podwyższonej sprawności

11. Wzmacniacze mocy. Klasy pracy tranzystora we wzmacniaczach mocy. - kąt przepływu

PL B1. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL BUP 10/16. JAROSŁAW GUZIŃSKI, Gdańsk, PL PATRYK STRANKOWSKI, Kościerzyna, PL

Prostowniki. 1. Prostowniki jednofazowych 2. Prostowniki trójfazowe 3. Zastosowania prostowników. Temat i plan wykładu WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Zasilacze: Prostowniki niesterowane, prostowniki sterowane

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

ĆWICZENIE 3 BADANIE UKŁADÓW PROSTOWNICZYCH

Część 4. Zmiana wartości napięcia stałego. Stabilizatory liniowe Przetwornice transformatorowe

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Zakład Energoelektroniki i Sterowania Laboratorium energoelektroniki

PL B1. GRZENIK ROMUALD, Rybnik, PL MOŁOŃ ZYGMUNT, Gliwice, PL BUP 17/14. ROMUALD GRZENIK, Rybnik, PL ZYGMUNT MOŁOŃ, Gliwice, PL

Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, Zakład Energoelektroniki i Sterowania Laboratorium energoelektroniki

PL B1. Sposób i układ kontroli napięć na szeregowo połączonych kondensatorach lub akumulatorach

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

Podstawowe układy energoelektroniczne

Przetwornica zaporowa (flyback)

PL B1. Sposób podgrzewania żarników świetlówki przed zapłonem i układ zasilania świetlówki z podgrzewaniem żarników

WYDZIAŁ PPT / KATEDRA INŻYNIERII BIOMEDYCZNE D-1 LABORATORIUM Z MIERNICTWA I AUTOMATYKI Ćwiczenie nr 14. Pomiary przemieszczeń liniowych

Przekształtniki DC/DC

Wzmacniacz jako generator. Warunki generacji

Część 4. Zagadnienia szczególne

Rys. 1. Przebieg napięcia u D na diodzie D

Przerywacz napięcia stałego

Pytania podstawowe dla studentów studiów I-go stopnia kierunku Elektrotechnika VI Komisji egzaminów dyplomowych

Część 4. Zmiana wartości napięcia stałego. Stabilizatory liniowe Przetwornice transformatorowe

Teoria Przekształtników zadania zaliczeniowe cz. I ( Przekształtniki Sieciowe)

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

Prąd przemienny - wprowadzenie

Zaznacz właściwą odpowiedź (właściwych odpowiedzi może być więcej niż jedna)

Elementy półprzewodnikowe. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

PRZEKSZTAŁTNIKI IMPULSOWE zadania zaliczeniowe

CEL ĆWICZENIA: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zastosowaniem diod i wzmacniacza operacyjnego

Przekształtniki energoelektroniczne o komutacji zewnętrznej (sieciowej) - podstawy

Modelowanie i badania transformatorowych przekształtników napięcia na przykładzie przetwornicy FLYBACK. mgr inż. Maciej Bączek

R 1 = 20 V J = 4,0 A R 1 = 5,0 Ω R 2 = 3,0 Ω X L = 6,0 Ω X C = 2,5 Ω. Rys. 1.

15. UKŁADY POŁĄCZEŃ PRZEKŁADNIKÓW PRĄDOWYCH I NAPIĘCIOWYCH

Ć w i c z e n i e 1 6 BADANIE PROSTOWNIKÓW NIESTEROWANYCH

(21) Numer zgłoszenia:

Część 2. Sterowanie fazowe

PL B1. Sposób bezkontaktowego transferu energii elektrycznej i układ bezkontaktowego transferu energii elektrycznej. WOREK CEZARY, Kraków, PL

Przegląd półprzewodnikowych przyrządów mocy

BADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO

Badanie obwodów z prostownikami sterowanymi

Gdy wzmacniacz dostarcz do obciążenia znaczącą moc, mówimy o wzmacniaczu mocy. Takim obciążeniem mogą być na przykład...

9. ŁĄCZNIKI STATYCZNE PRĄDU PRZEMIENNEGO

PL B1. C & T ELMECH SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Pruszcz Gdański, PL BUP 07/10

Temat: Badanie własności elektrycznych p - pulsowych prostowników niesterowanych

XXXIV OOwEE - Kraków 2011 Grupa Elektryczna

Ćwiczenie 4 Badanie wpływu napięcia na prąd. Wyznaczanie charakterystyk prądowo-napięciowych elementów pasywnych... 68

Kondensator wygładzający w zasilaczu sieciowym

ĆWICZENIE 1 JEDNOFAZOWE OBWODY RLC. Informatyka w elektrotechnice ZADANIA DO WYKONANIA

LABORATORIUM PODZESPOŁÓW ELEKTRONICZNYCH. Ćwiczenie nr 2. Pomiar pojemności i indukcyjności. Szeregowy i równoległy obwód rezonansowy

PRZEKSZTAŁTNIK REZONANSOWY W UKŁADACH ZASILANIA URZĄDZEŃ PLAZMOWYCH

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2014/2015

7. Tyrystory. Tyrystor SCR (Silicon Controlled Rectifier)

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Diody półprzewodnikowe

Część 4. Zagadnienia szczególne. b. Sterowanie prądowe i tryb graniczny prądu dławika

PL B BUP 14/05. Reszke Edward,Wrocław,PL WUP 05/09 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Spis treści 3. Spis treści

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI Badanie transformatora jednofazowego

Ćwiczenie nr 1. Badanie obwodów jednofazowych RLC przy wymuszeniu sinusoidalnym

Przetwornica SEPIC. Single-Ended Primary Inductance Converter z przełączanym jednym końcem cewki pierwotnej Zalety. Wady

PL B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1. (54) Tranzystorowy zasilacz łuku spawalniczego prądu stałego z przemianą częstotliwości

Badanie przerzutników astabilnych i monostabilnych

Indukcja wzajemna. Transformator. dr inż. Romuald Kędzierski

Sterowane źródło mocy

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI I ENERGOELEKTRONIKI. Prostowniki niesterowane trójfazowe

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 14/12

Wzmacniacze operacyjne

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 03/13. CEZARY WOREK, Kraków, PL

Generatory drgań sinusoidalnych LC

Przykładowe pytania do przygotowania się do zaliczenia poszczególnych ćwiczeń z laboratorium Energoelektroniki I. Seria 1

Mostek Wheatstone a, Maxwella, Sauty ego-wiena. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Temat: Analiza pracy transformatora: stan jałowy, obciążenia i zwarcia.

Metody mostkowe. Mostek Wheatstone a, Maxwella, Sauty ego-wiena

(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA. (21) Numer zgłoszenia: (51) IntCl7 H02M 7/42

Transkrypt:

W6. PRZEKSZTAŁTNIKI IMPLSOWE PRĄD STAŁEGO -(2) [L5:str. 167-196] Podstawowym parametrem branym pod uwagę przy projektowaniu przekształtników impulsowych jest częstotliwość łączeń. Zwiększanie częstotliwości umożliwia znaczne zmniejszanie elementów biernych filtrujących przebiegi napięcia i prądu na wejściu i wyjściu przekształtnika. W przypadku przekształtników dużej mocy duże częstotliwości nie mogą być stosowane z uwagi na znaczne straty łączeniowe (patrz W.1) i przeciążenie półprzewodnikowych łączników. W takich przypadkach możliwe jest zastosowanie łączenia równoległego pojedynczych przekształtników tak jak to przedstawiono na schemacie i objaśniających jego działanie przebiegach z rys.6.1. Rys.6.1. Równoległe połączenie 2 przekształtników do układu dwupulsowego: a) schemat; b) przebiegi napięć Zastosowany w układzie dławik L w o silnym ( M 1) sprzężeniu magnetycznym działa jak bezstratny dzielnik napięcia. Efektywna częstotliwość impulsów na odbiorniku jest dwa razy większa niż w każdym z oddzielnych przekształtników pod warunkiem przesunięcia fazy impulsów o pół okresu (Ts/2). Problem: Przebiegi z rysunku 6.1. odpowiadają wysterowaniu przekształtników przy współczynniku D<0,5. Jak będą wyglądały przebiegi przy D>0,5 Przekształtnik Ĉuk a Przedstawiane układy przekształtników impulsowych tupu zstępującego i wstępującego są klasyfikowane jako bezpośrednie tzn. energia jest przekazywana bezpośrednio przez łączniki zastosowane w obwodzie. Przekształtnik zstępującowstępujący (W5 RYS. 5.9) jest przekształtnikiem pośrednim, w którym indukcyjność spełnia funkcję pośredniczącą w przekazywaniu energii. Inną interesującą wersję przekształtnika zstępująco-wstępującego stanowi układ wg. Ĉuk a charakterystyczny tym że od strony wejścia i wyjścia występują

indukcyjności co w zastosowaniach wysokoczęstotliwościowych jest zaletą gdyż od strony zasilania i odbiornika dopuszczane są indukcyjne doprowadzenia (np. kable łączące). Schemat układu przedstawiono na rys.6.2 a przebiegi z podane obok pozwalają na wyjaśnienie zasady działania. Rys.6.2. Przekształtnik Ĉuk a: a) schemat układu, b) charakterystyczne przebiegi napięć i prądów ilustrując zasadę działania Przedstawione przebiegi dotyczą przykładowego przypadku gdy współczynnik D 1/3. W stanie ustalonym napięcie na kondensatorze jest z uwagi na znaczną pojemność C stałe i równe różnicy napięć d-o. Korzystając z warunku równej zeru wartości średniej napięcia na jednej z indukcyjności można wyznaczyć zależność na napięcie wyjściowe w funkcji D. Na tej podstawie : L ( AV ) = D d + (1 D)( d C ) = D = 1 D o d co odpowiada znanej charakterystyce sterowania dla układu zstepującowstępującego ( patrz W5). kład ma cechy odwracającego napięcie ( znak -) W analizowanym przykładzie dla D 1/3 o = - 2 d. Zgodnie z zasadą zachowania energii dla układu bezstratnego Io(av) = 0,5 Id. Prąd kondensatora w jednym cyklu pracy składa się z dodatnich i ujemnych segmentów prądu id i prądu io a jego wartość średnia jest równa zero. Pytanie: Od czego zależy tętnienie prądu w obwodzie wejściowym i wyjściowym przekształtnika. Jak dobrać dla określonej mocy i określonych napięć o i d kondensator by tętnienia napięcia na nim nie przekraczały 5% Zmniejszanie strat łączeniowych [L1: str 254-273 L6: str.273-283] 0

Prezentowane układy przekształtników impulsowych napięcia stałego należą do twardo przełączających. Trajektorię punktu pracy łącznika na wykresie -I przy typowym twardym załączaniu ilustruje wykres z rys. 6.3. Przy tego rodzaju przełączaniu nie daje się uzyskać bardzo wysokich częstotliwości łączeń (fs<50 khz) i tym samym nie jest możliwe wydatne zmniejszenie objętości i wagi zasilaczy oraz powiększenie ich sprawności. Zastosowanie techniki rezonansowej z pomocniczymi obwodami LC prowadzi do układów przełączających przy zerowym napięciu (ZVS - Zero Voltage Switching) lub/ oraz przy zerowym prądzie (ZCS) dzięki czemu możliwe są częstotliwości nawet powyżej MHz i uzyskanie gęstości upakowania przekształtników do 10W/cm3. Na rys. 6.3. przedstawiono podstawowe konfiguracje łączników zapewniających miękkie załączanie i wyłączanie łączników. Rys.6.3. kłady prostych sterowników napięcia stałego o przełączaniu przy zerze napięcia i zerze prądu: a) trajektoria punktu pracy przy przełączaniu twardym ( czerwona) i miękkim ( zielona), b) przełączanie przy zerze prądu, c) przełączanie przy zerze napięcia, d) przełączanie przy zerze napięcia i zerze prądu Przekształtnik o przełączaniu przy zerowym napięciu (ZVS) Analiza zostanie przeprowadzona dla układu wg. schematu z rys. 6.4. Przy analizie uwzględniono 2 przypadki: pierwszy przy założeniu, że łącznik sterowany nie ma zdolności blokowania napięcia wstecznego (A) drugi przy założeniu, że taka zdolność występuje (B). W analizowanym układzie łącznik sterujący S jest w stanie spoczynkowym zamknięty (tzw. normalnie zamknięty nz) co znaczy, że napięcie na wyjściu jest równe d. Generacja impulsów sterujących wiąże się z rozwarciem łącznika ( funkcja sterująca S=0). Zwiększanie częstotliwości generacji impulsów prowadzi do obniżenia napięcia wyjściowego.

Rys.6.4. kład przekształtnika ZVS (możliwe dwa typy łącznika S: A łącznik o jednokierunkowym napięciu i dwukierunkowym prądzie, B- łącznik o dwukierunkowym napięciu) Odpowiednie przebiegi z rys.6.5. ilustrują zasadę miękkiego przełączania przy zerowym napięciu na łączniku; Przy analizie jednego cyklu pracy można wydzielić 4 przedziały czasu którym można przypisać schematy zastępcze tak jak przedstawiono na rys. 6.5.a. Obwód wyjściowy z uwagi na dużą indukcyjność filtrującą L F jest zastąpiony przez źródło prądu (i o ) Rys.6.5. Schematy zastępcze występujące w cyklu pracy (a), przebiegi charakterystyczne dla układu z łącznikiem typu A (b) i przebiegi w układzie z łącznikiem typu B ( c) Przekształtnik o przełączaniu przy zerowym prądzie (ZCS) kładem o cechach dualnych w stosunku do rozpatrzonego powyżej jest układ wg. rysunku 6.6. I w tym przypadku możliwe są dwa tryby pracy układu w zależności od tego czy łącznik sterowany jest w stanie przewodzić prąd tylko w

jednym kierunku (przypadek A) czy też w obydwu kierunkach (przypadek B). (!! Przeciwna konwencja do tej, która była stosowana w przekształtniku ZVS). Rys.6.6. kład przekształtnika ZCS (możliwe dwa typy łącznika S: A łącznik o dwukierunkowym napięciu, B- łącznik o jednokierunkowym napięciu i dwukierunkowym prądzie) Odpowiednie przebiegi dla obu przypadków (Ai B) wraz z charakterystycznymi przedziałami i przypisanymi im schematami zastępczymi podano na rys 6.7. Rys.6.7. Schematy zastępcze występujące w cyklu pracy (a), przebiegi charakterystyczne dla układu z łącznikiem typu A (b) i przebiegi w układzie z łącznikiem typu B ( c) Obydwa przedstawione powyżej układy z uwagi na zastosowanie w obwodzie obwody rezonansowe (oscylacyjne) LC, które narzucają czas trwania impulsu jako jedyną możliwość sterowania należy uznać sterowanie poprzez zmianę częstotliwości. Odpowiednie charakterystyki przedstawiające zależność napięcia wyjściowego od stosunku częstotliwości łączeń f S do częstotliwości rezonansowej fr przedstawiono na rys. 6.8. Częstotliwość rezonansowa jest w tym przypadku jest zdefiniowana jako:

f r = 2π 1 L C a parametr A {A1..A4} określa wartość obciążenia A = r / C L o r r r r Rys.6.8. Charakterystyki sterowania przekształtnika - zależność napięcia wyjściowego w funkcji częstotliwiści łączeń: a)charakterystyka dla układu wg. rys. 6.4. (ZVS)( B- łącznik typu B, A1=0.1, A2=0.2, A3=0.3); b) charakterystyka dla układu wg. rys. 6.6. (ZCS)( B- łącznik typu B, A1=1, A2=2, A3=5,A4=10) Transformatorowe przekształtniki prądu stałego. [L6: 304-319, L1:273-287] Istnieje szereg zastosowań gdzie z uwagi na znaczne różnice napięć źródła zasilania i odbiornika (czemu odpowiada znacząca różnica prądów wejściowych i wyjściowych przekształtnika) jest niezbędne zastosowanie transformatora dopasowującego. Niekiedy transformator może być niezbędny z uwagi na wymóg izolacji galwanicznej obwodów. Wysoka częstotliwość pracy transformatorów zapewnia zmniejszenie ich wymiarów i wagi urządzeń przekształcających. Niedopuszczalny dla transformatorów z rdzeniem ferromagnetycznym jednokierunkowe napięcie (ze składową stałą nie zerową) narzuca potrzebę stosowania specyficznych rozwiązań, w których zapewnione będzie rozmagnesowanie rdzenia tak by punkt pracy nigdy nie przesuną się za kolano krzywej magnesowania. Istota współpracy przekształtników impulsowych napięcia i prądu stałego z transformatorem zostanie przedstawiona na przykładzie prostego układu współbieżnego przekształtnika (przetwornica jednotaktowa, forward converter) wg. schematu z rys. 6.9. Posłużą do tego przebiegi prądów i napięć zamieszczone na tym samym rysunku.

Rys.6.9. Przekształtnik transformatorowy: a schemat, b) przebiegi ilustrujące funkcjonowanie układu W czasie trwania impulsu gdy przewodzi tranzystor T1 i na uzwojeniu pierwotnym występuje napięcie d i pod jego wpływem narasta składowa magnesująca prądu uzwojenia pierwotnego - i µ. Jednocześnie na uzwojeniu wtórnym występuje napięcie dodatnie przepływa prąd i 2 i energia jest dostarczany do obwodu odbiornika. Po wyłączeniu tranzystora składowa prądu magnesującego podtrzymywana energia magnetyczną zgromadzoną w rdzeniu zamyka się przez diodę D1 i kondensator naładowany do napięcia cp. Warunkiem zmniejszania się prądu magnesującego jest aby cp > d. Jeżeli czas załączenia jest równy t on to uwzględniając warunku zerowej wartości średniej napięcia na uzwojeniu pierwotnym 1 ( AV ) = D d + (1 D)( Cp d ) = 0 można wyznaczyć niezbędną wartość napięcia cp przy której w końcu cyklu Ts prąd magnesujący zmaleje do zera Cp d = 1 D max W rozpatrywanym przykładzie kondensator jest ładowany do napięcia cp kosztem energii zwracanej z rdzenia przy czym ograniczenie napięcia uzyskuje się dobierając rezystor umożliwiający rozładowanie kondensatora do źródła d. kład z dodatkowym źródłem w postaci pomocniczego kondensatora z rezystorem jest dosyć niepraktyczny z uwagi na straty. Rozwiązaniem innego rodzaju jest układ przedstawiony na rys. 6.10. Zastosowanie dodatkowego uzwojenia N3 z włączoną szeregowo diodą tak by uniemożliwić przepływ prądu

pod wpływem napięcia d umożliwia rozmagnesowanie rdzenia w przedziale czasu gdy tranzystor jest wyłączony. Konieczne jest przy tym zastosowanie odpowiedniej przekładni zwojowej czyli stosunku N3/N1. Decyduje w tym przypadku maksymalny przewidywany współczynnik wypełnienia Dmax. Nie trudno wykazać, że musi obowiązywać relacja N 3 D = N1 1 D Należy zauważyć, żę gdy przewodzi dioda na tranzystorze występuje napięcie = ( 1 N1 N3) natomiast gdy przewodzi tranzystor na diodzie T d + występuje napięcie = ( 1 N3 N1). W modyfikacja tego układu D d + dodatkowe uzwojenie może być dołączone do obwodu wyjściowego pod warunkiem, że układ jest zawsze dostatecznie obciążony. max max Rys. 6.10. Przekształtniki transformatorowe: przekształtnik współbieżny z dodatkowym uzwojeniem magnesującym (a) i przekształtnik dwutaktowy typu fly back z przekazaniem energii magnetycznej rdzenia do odbiornika Inną koncepcję przekazywania energii za pośrednictwem transformatora prezentuje układ przekształtnika powrotnego (dwutaktowego, fly back) w którym zamiana początku i końca uzwojenia wtórnego (względem diody prostowniczej na wyjściu) pozwala na zwrot energii magnetycznej rdzenia do obwodu odbiornika. W czasie gdy tranzystor przewodzi na wyjściu napięcie ma taką polaryzację, że dioda jest w stanie zaworowym. Prąd w uzwojeniu pierwotnym narasta zwiększając energię obwodu magnetycznego. Wyłączenie tranzystora powoduje przepływ prądu w uzwojeniu wtórnym i przekazanie energii magnetycznej do obwodu odbiornika. Warunek równowagi obwodu magnetycznego dla określonego względnego czasu przewodzenia tranzystora D prowadzi do wzoru na napięcie wyjściowe średnie. = N2 D o d N1 1 D

Przekształtnik powrotny z uwagi na prostotę jest dosyć często stosowany w impulsowych zasilaczach małej mocy. Jeżeli maksymalna wartość współczynnika D zostanie ograniczona do0,5 to warunek pełnego rozmagnesowywania rdzenia jest uzyskiwany niejako samoczynnie przy zastosowaniu układu wg rys. 6.11.a. Impuls dodatniego napięcia jest doprowadzany do uzwojenia pierwotnego przy przewodzących tranzystorach T1 i T2. Po ich wyłączeniu prąd magnesujący zamyka się przez diody D1 i D2 a ujemne napięcie bliskie d na uzwojeniu pierwotnym powoduje zmniejszenie tego prądu do zera przed następnym cyklem. Aby uzyskać rozszerzenie zakresu sterowania impulsami wyjściowymi zasilacza do D max =1 można zastosować równoległe połączenie dwóch przekształtników tego typu jak na rys. 6.11.b. Dzięki przesunięciu fazowemu cykli obu przekształtników względem siebie o kąt odpowiadający połowie okresu impulsowania. Dodatkowym efektem tego rodzaju zabiegu jest podwojenie częstotliwości impulsów wyjściowych względem częstotliwości łączeń każdego z współpracujących przekształtników. Rys.6.11. Schemat przekształtnika współbieżnego umożliwiającego rozmagnesowanie rdzenia przy współczynniku D<0,5- (a) oraz równolegle współpracujące przekształtniki o zdwojonej częstotliwości impulsów wyjściowych. Przekształtniki napięcia stałego z pośrednim obwodem napięcia przemiennego ( DC/AC/DC). Najkorzystniejsze warunki pracy transformatora pośredniczącego w przekazywaniu energii z jednego obwodu napięcia stałego do innego uzyskuje się w przypadku symetrycznej fali napięcia przemiennego. Stąd koncepcja przetworzenia napięcia stałego w napięcie przemienne średniej częstotliwości (zwykle powyżej 20 khz) a następnie wyprostowaniu napięcia i prądu po stronie wtórnej transformatora. Przykładem takiego rozwiązania jest układ z rys.6.12. a. Po jednej stronie transformatora występuje falownik natomiast po drugiej prostownik. Jeżeli dwa ramiona falownika są sterowane z przesunięciem fazowym ( patrz W7) to możliwe jest regulowanie napięcia po stronie wtórnej na wyjściu prostownika. Obecność po stronie wtórnej prostownika niesterowanego

wyklucza mozliwość przekazywania energii w dwie strony. Podobne rozwiązanie z zastosowaniem falownika i prostownika trójfazowego w zasadzie nie jest dostosowane do regulacji napięcia a jedynie do przekazywania jednokierunkowego energii z dopasowaniem napięć za pomocą przekładni transformatora Rys. 6.12. Przekształtniki do jednokierunkowego przekazywania energii pomiędzy dwoma obwodami napięcia stałego za pośrednictwem transformatorowego obwodu pośredniego napięcia przemiennego: układ jednofazowy z pojedynczym aktywnym mostkiem (a), układ z mostkiem trójfazowym 6.13. kłady podwójnych mostków aktywnych o dwukierunkowym przepływie energii Rozwiązaniem, które umożliwia dwukierunkowe przekazywanie energii jest zestaw dwóch mostków aktywnych (sterowanych) Dual Active Bridge. Jeżeli napięcia po obu stronach z uwzględnieniem przekładni transformatora są równe i nie występuje przesunięcie fazowe fal napięcia wytwarzanych przez oba falowniki układ jest w równowadze i energia nie przepływa. Wprowadzenie przesunięcia fazowego powoduje przepływ energii w kierunku zależnym od znaku fazy. Warunkiem poprawnej pracy układu jest dostateczna dla wybranej częstotliwości łączeń reaktancja rozproszenia transformatora. Problem: Jak wyglądają przebiegi prądu w uzwojeniach transformatora i w obwodzie napięcia stałego w przypadku gdy przesunięcie fazowe pomiędzy falami napięcia obu falowników