100 likes | 377 Views
Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania. Wykład 6. Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek. Przetwornica jednotaktowa – przeciwsobna (ang. push-pull converter). I p1. I w1. L. T 1. D 1. C we. C. U we.
E N D
Elektroniczne Układy i Systemy Zasilania Wykład 6 Politechnika Śląska w Gliwicach Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki dr inż. Ryszard Siurek
Przetwornica jednotaktowa – przeciwsobna (ang. push-pull converter) Ip1 Iw1 L T1 D1 Cwe C Uwe R0 U0 Zp1 Zw1 t1 T Zp2 Zw2 t1 - czas załączenia T1 Ip2 Iw2 T2 D2 t2 - czas załączenia T2 Dt- czas przerwy pomiędzy impulsami sterującymi T t2 Dt przekładnia transformatora
Analiza pracy przetwornicy jednotaktowej – przeciwsobnej FM Takt I T1 – włączony, D1-przewodzi, D2 -wyłączona L ID1 IT1 T1 D1 UT1 Zp1 Zw1 Uwe U1 C R0 U0 IT1 Uwe Zp2 Zw2 UT2 t1 T Dt T1,T2 – wyłączony, D1-przewodzi, D2 -przewodzi IT2 T1 L ID1 IT1 D1 IL UT1 Zp1 Zw1 0 Uwe C R0 U0 0 IM UT1 2Uwe 0 Zp2 Zw2 D2 Uwe ID2 UT2 UT2 Takt II T2 – włączony, D1-wyłączona, D2 -przewodzi T1 IT1 ID1 D1 L U0 UT1 Zp1 Zw1 Uwe U1 C R0 U1 U0 Uwe Zp2 IL Zw2 T2 D2 UT2 Takt I Dt Takt II
Przedstawienie zjawisk w rdzeniu magnetycznym na krzywej magnesowania – zjawisko nasycenia Przetwornica jednotaktowa jednotranzystorowa B B Bs Bs H H Nasycanie rdzenia dla nie-prawidłowo zaprojekto-wanego transformatora -Bs -Bs iM(t) Ip FM IM prąd rozmagnesowania FM prąd magnesowania FMmax * iw(t) IM IMmax t t t t1
Przetwornica jednotaktowa przeciwsobna B B Bs Bs H H Nasycanie rdzenia przy niesymetrycznym stero-waniu tranzystorów -Bs -Bs FM IMmax prąd przemagnesowania prąd magnesowania FM IM Fs FMmax Dt -FMmax t1 t2 t1 > t2
Nasycenie rdzenia jako wynik niewłaściwego rozmagnesowania (przemagnesowania) transformatora FM Nasycenie w wyniku niesymetrii w układzie przeciwsobnym B Bs t Ip H t Przetwornica jednotaktowa jednotranzystorowa IT1 t -Bs IT2 t Przetwornica przeciwsobna
Nasycenie rdzenia dławika wyjściowego B IL Bs I1 DB B0 I0 t DH H H0(I0) H1(I1) Ip -Bs t S
Popularne odmiany przetwornicy przeciwsobnej Przetwornica mostkowa Przetwornica półmostkowa Uwe T1 C1 T1 T2 Uwe D1 D2 D1 D2 U0 U0 C2 T2 T3 T4 Takt I - włączony T1 i T4, dioda D2 przewodzi Dt - tranzystory wyłączone, obie diody przewodzą Takt II - włączony T2 i T3, dioda D1 przewodzi Takt I - włączony T1, dioda D2 przewodzi Dt - tranzystory wyłączone, obie diody przewodzą Takt II- włączony T2, dioda D1 przewodzi • Cechy charakterystyczne: • Tylko jedno uzwojenie pierwotne • UTmax = Uwe • Średnio skomplikowane sterowanie • tranzystorów • Dwukrotnie większy prąd tranzystorów • Autokorekcja niesymetrii (C1, C2) • Struktura stosowana przy średnich mocach • (200W – 1000W) • Cechy charakterystyczne: • 1.Tylko jedno uzwojenie pierwotne • 2.UTmax = Uwe • 3.Skomplikowane sterowanie tranzystorów • Struktura stosowana przy dużych mocach • (powyżej 1 kW)
Porównanie podstawowych przebiegów po stronie wtórnej przetwornicy jednotranzystorowej i przeciwsobnej jednotranzystorowa (forward) U1 gdy g = 0,5 IL(IC) U0 t T przeciwsobna (push-pull) U1 U0 Dla takiego samego napięcia wyjściowego konieczna jest większa przekładnia „n”, a więc mniej zwojów po stronie wtórnej. IL(IC) Mniejsza składowa zmienna prądu w dławiku wyjściowym i w kondensatorze. t1 T
Porównanie przetwornicy jednotranzystorowej i przeciwsobnej jednotranzystorowa (forward) przeciwsobna (push-pull) • transformator magnesowany tylko w obie strony (I-sza i IV ćwiartka ) • mniejszy rdzeń transformatora • maksymalne napięcie na tranzystorze UT = 2 Uwe • podwójne uzwojenie wtórne • mniejsza liczba zwojów uzwojenia wtórnego (mniejsza szczytowa wartość napięcia wtórnego) • współczynnik wypełnienia teoretycznie może osiągnąć wartość 1 • mniejsze wartości indukcyjności dławika i kondensatora wyjściowego • dwa lub więcej tranzystorów przełą- czających • skomplikowany układ sterowania tran- zystorów • mniejsze wartości prądu skutecznego w kondensatorze wyjściowym • transformator magnesowany tylko w jedna stronę (I-sza ćwiartka) • większy rdzeń transformatora • maksymalne napięcie na tranzystorze UT > 2 Uwe • pojedyncze uzwojenie wtórne • większa liczba zwojów uzwojenia wtórnego (większa szczytowa wartość napięcia wtórnego) • współczynnik wypełnienia ograniczony do 0,5 • konieczny układ rozmagnesowania • większe wartości indukcyjności dławika i kondensatora wyjściowego • pojedynczy tranzystor przełączający • prosty układ sterowania tranzystora • większe wartości prądu skutecznego w kondensatorze wyjściowym