Ответы по Силовым полупроводниковым устройствам автоматики - файл n43.doc

приобрести
Ответы по Силовым полупроводниковым устройствам автоматики
скачать (4067 kb.)
Доступные файлы (83):
n1.jpg661kb.27.05.2011 03:27скачать
n2.jpg512kb.27.05.2011 03:27скачать
n3.doc183kb.02.06.2011 14:58скачать
n4.bmp
n5.bmp
n6.bmp
n7.db
n8.bmp
11.12.13.doc153kb.04.05.2010 15:18скачать
n10.jpg20kb.23.04.2010 21:04скачать
n11.err
n12.bak
n13.dwg
n14.dwg
n15.doc91kb.04.05.2010 09:26скачать
~WRL3225.tmp
n18.doc82kb.12.04.2010 19:12скачать
n19.doc164kb.04.05.2010 16:48скачать
n20.bmp
n21.bmp
n22.bmp
n23.bmp
n24.db
n25.doc113kb.04.05.2010 16:48скачать
n26.bmp
n27.bmp
n28.bmp
n29.doc93kb.01.04.2010 18:48скачать
n30.doc231kb.16.04.2010 14:25скачать
n31.doc169kb.19.04.2010 17:13скачать
n32.doc98kb.04.05.2010 16:51скачать
n33.doc52kb.19.04.2010 17:18скачать
22.1.bmp
n35.doc78kb.05.04.2010 17:20скачать
n36.gif13kb.30.03.2010 22:17скачать
n37.gif6kb.30.03.2010 22:17скачать
n38.gif57kb.30.03.2010 22:34скачать
n39.db
n40.doc95kb.22.04.2010 20:50скачать
n41.doc466kb.21.04.2010 19:31скачать
n42.doc142kb.05.04.2010 19:47скачать
n43.doc168kb.28.04.2010 23:06скачать
n44.doc73kb.04.05.2010 09:32скачать
n45.doc143kb.30.04.2010 19:15скачать
n46.doc154kb.31.03.2010 21:24скачать
n47.doc111kb.19.04.2010 17:14скачать
3.1.bmp
n49.bmp
n50.db
n51.doc76kb.04.05.2010 16:34скачать
n52.doc230kb.21.03.2010 18:53скачать
4.1..bmp
n54.db
n55.doc62kb.24.03.2010 21:09скачать
n56.bmp
n57.bmp
n58.bmp
n59.doc201kb.21.03.2010 11:27скачать
n60.bak
n61.dwg
n62.dxf
n63.sch
n64.bak
n65.dwg
n66.bak
n67.dwg
n68.bmp
n69.bmp
n70.bmp
n71.bmp
n72.bmp
n73.bmp
n74.bmp
n75.bmp
n76.doc200kb.04.05.2010 14:02скачать
n77.bmp
n78.bmp
n79.bmp
7.2.bmp
7.3.bmp
n82.db
n83.bmp
8.9.10.doc545kb.22.04.2010 22:30скачать

n43.doc

Лекция №26

Фильтрующие и демпфирующие цепи в импульсных преобразователях.

26.1. Демпфирующие цепи. Защита силового транзистора от потенциального пробоя.

В промышленных схемах фли-бак конверторов [30] силовая часть схемы всегда содержит элементы, назначение которых с первого взгляда не понятно. Типичные цепочки показаны на рис. 26.11…26.14. Они могут встретиться как по отдельности, так и в сочетании. Наиболее распространена цепочка R, С, VD, изображенная на рис. 26.11. Она носит название фиксирующей цепочки. Анализ многочисленных схем источников питания, проведенный автором, показал, что очень часто в практически идентичных схемах, но относящихся к разным фирмам разработчикам, номиналы резистора R и конденсатора С мoгyт отличаться на порядок. Обе схемы, тем не менее, используются в серийных изделиях и надежно работают. Но вопрос выбора элементов фиксирующей цепи все же остается неясным..



рис. 26.11. Фиксирующая цепочка.



рис. 26.12. Использование защитного TRANSIL.



рис. 26.13. Снаббер.


рис. 26.14. Схема ограничения индуктивных выбросов.

Зачем вообще введены эти элементы в схему? Каковы критерии их выбора? Многочисленная литература, просмотренная автором в поисках ответа на эти вопросы, отличается широким плюрализмом мнений и подходов. Очень часто авторы рисуют только качественную картину, не доводя этот анализ до расчетных соотношений. Поэтому автор этой книги был вынужден разработать собственный метод расчета фиксирующих элементов и поставить несколько экспериментов по eгo проверке. Проведенные исследования показали правильность предположений, поэтому автор спешит поделиться результатами своeгo исследования с читателем. Итак, стремление индуктивного элемента сохранить величину тока через себя, как мы уже знаем, создает выброс напряжения на eгo выводах. Это напряжение () складывается с напряжением питания (), как показано на рис. 26.15, и может «пробить» ключевой транзистор:

+



рис. 26.15. Пояснение ситуации, в которой возможен

пробой ключевого элемента.

Перенапряжение на выводах ключевого элемента можно определить из следующего соотношения:



При правильном выборе индуктивного элемента перенапряжение на ключевом элементе при = 0,5 составит:



А если произойдет обрыв нагрузки? Напряжение на ключевом транзисторе, хоть и на короткое время, повышается, появляется значительный индуктивный выброс. Схема стабилизации, конечно, отследит изменение нагрузки уменьшит коэффициент заполнения или повысит частоту преобразования. Однако реакция схемы управления никогда не бывает мгновенной, поскольку она всегда обладает не которой инерционностью. У следить же за короткими индуктивными выбросами принципиально невозможно. Насколько разрушительны последствия потенциального пробоя, автору не раз приходилось наблюдать в процессе своих экспериментов с силовой техникой. Пробой силовых транзисторов почти всегда характеризуется коротким замыканием eгo силовых электродов. Вслед за пробоем транзистора выгорает первичная обмотка трансформатора. Случаи, когда схема управления остается невредимой, весьма редки. Поэтому, забегая вперед, дам совет: нужно обезопасить хотя бы трансформатор от выгорания, предусмотрев во входной цепи предохранитель. Как работает фиксирующая цепочка? Если мы внимательно pacсмотрим трансформатор в фазе передачи энергии в нагрузку

(рис. 26.16), то увидим, что в первичной обмотке, нагруженной элементами R, С, VD, также появляется электрический ток, наведенный в ней током вторичной обмотки. Этот ток заряжает емкость С, напряжение на которой в установившемся режиме при =0,5 равно напряжению питания. Теперь представим, что при размыкании ключа на первичной обмотке возник индуктивный выброс (выброс может быть связан не только с полезной индуктивностью, но также и с паразитными параметрами). Если амплитуда этого выброса больше, чем напряжение на конденсаторе С, диод VD открывается и оба напряжения выравниваются, а энергия выброса «перетекает» в конденсатор. Хорошо видно, что фиксирующая цепочка представляет собой дополнительную нагрузку для трансформатора. Добавка напряжения на

конденсаторе будет:



где - приведенная индуктивность первичной обмотки, включающая паразитные параметры.


рис. 26.16. К расчету параметров фиксирующей цепочки.

Выбирая емкость конденсатора соответствующим образом, можно уменьшить добавку напряжения на конденсаторе за счет энергии выброса. Как определить номиналы элементов цепочки? Дополнительная нагрузка на трансформатор однозначно увеличит потери энергии, снизит КПД. Расчеты, проведенные автором, показали, что мощность, рассеиваемая на сопротивлении R, может находиться в пределах 2% от мощности, выделяющейся на нагрузке:



Емкость конденсатора С рекомендуется выбрать так, чтобы постоянная разряда цепочки была на пару порядков больше периода коммутации. Отсюда:



Диод VD выбирается как можно более быстродействующий (с минимально возможным временем обратного восстановления) и обратным напряжением не менее 1,5 . Хорошим способом защиты силового транзистора является использование диодов TRANSIL. Реализация этого способа показана на рис. 26.12 и 26.14. RС - цепочка, изображенная на рис. 26.13, может быть использована для защиты от индуктивных выбросов, однако прямое ее назначение несколько иное. Это так называемый снаббер, который не позволяет силовому транзистору переключаться слишком быстро. Ограничение скорости переключения в некоторых случаях приходится вводить потому, что подавляющее большинство схем управления, построенных на полевых комплементарных транзисторных структурах, обладают существенным недостатком при определенных условиях они мoгyт защелкиваться. О защелкивании микросхем управления, как и о способах устранения этого эффекта, мы поговорим позже. В большинстве случаев защелкивание можно предотвратить, выбирая соответствующий резистор в цепи затвора. Эксперименты, проведенные автором, показали, что при аккуратной разводке печатной платы и установке резистора в цепь затвора защелкивание выходных кaскaдов микросхем управления фли - бак преобразователями не происходит. Соответственно в таких схемах от снаббера можно отказаться. Наилучшие результаты по снижению индуктивных выбросов были получены при совместном использовании схем на. рис. 26.11 и рис. 26.12.

26.2. Фильтрующие цепи. Сглаживающие фильтры – умножители напряжения.

Умножители напряжения.

Последовательное соединение нескольких однофазных выпрямителей с емкостным фильтром на выходе позволяет получить напряжение, превышающее напряжение на второй обмотке в несколько раз. Схемы умножения напряжения делятся на несимметричные и симметричные.



рис.26.17. Несимметричная схема умножения 1 – го типа.



рис.26.18. Несимметричная схема умножения 2 – го типа.

На рис.26.17. и 26.18. показаны несимметричные схемы с умножением напряжения вторичной обмотки трансформатора в n раз. В схеме первого типа (рис.26.17) конденсатор приобретает на выходе схемы напряжение , т.е в n раз больше, чем амплитуда напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Основной принцип данной схемы умножения – выходное напряжение снимается только с одного конденсатора. Работа схемы происходит следующим образом: в первый полупериод напряжения на вторичной обмотке подзаряжаются все конденсаторы с нечетными номерами (С1,С3….), а во второй - с четными (С2,С4….). При подключении нагрузки выходное выпрямленное напряжение становится меньше чем . Для схемы умножения первого типа требуется n диодов с допустимым напряжением

Для каждого и n конденсаторов на напряжение от до .

Несимметричная схема умножителя 2 – го типа (рис.26.18) по основным свойствам подобна только что рассмотренной. Здесь также требуется n диодов с обратным напряжением , но максимальное напряжение каждого конденсатора за исключением С1 не превышает . В данной схеме требуются конденсаторы большей емкости, чем в умножителе напряжения 1 – го типа. Ограничивая число ступеней n в рассмотренных схемах, можно построить удвоители и другие устройства умножения напряжения.

Фильтрующие и демпфирующие цепи в импульсных преобразователях
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации