63686 (695425), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Анализ данного условия показывает, что переход из режима непрерывного тока в разрывный зависит только от d при неизменных параметрах схемы, таких как выходное напряжение и L.

Окончательная система выражений для регулировочной характеристики выпрямителя с ККМ имеет вид:

(18)

Где

Аналогично можно получить систему выражений для коэффициента заполнения;

(19)

График зависимости d от времени в течение полупериода сетевого напряжения представлен на рис. 4а. Зависимость условия от времени и график входного напряжения приведены на рис. 4б.

Рис. 4.а График зависимости d от времени

Рис. 4.б График входного напряжения

Режим разрывного тока характерен при входных напряжениях, близких к нулю. При этом коэффициент заполнения импульсов должен быть близок к единице.

Реализация алгоритма управления высокочастотным выпрямителем с ККМ без обратной связи.

Один из важных этапов проектирования высокочастотного выпрямителя - реализация алгоритма управления силовым ключом.

Согласно выражению (1) i_m(t)~U_вх(t), что соответствует {i_L(t)}_Ts~{U_m(t)}_Ts, где коэффициент пропорциональности - Re.

Если на выпрямитель не возлагается задача стабилизации выходного напряжения, то Re - постоянная величина. Тогда для реализации алгоритма управления (рис.5) необходимо сравнить ток дросселя и выпрямленное мостовым выпрямителем напряжение Um, умноженное на постоянный коэффициент Кv. Полученное таким образом напряжение ошибки Ue подается на ШИМ-контроллер. При этом в качестве информации о токе дросселя используется сигнал с датчика тока с сопротивлением Rs. Коэффициент Kv характеризует параметр Rе. Рассмотрим зависимость Re и Kv. Согласно (1), i_L(t)=Um(t)/Re.

Так как Re=Um(t)/i_L(t) и U_ref(t)=K_vu_m(t),

Рис. 5 Схема реализации алгоритма управления выпрямителем без стабилизации выходного напряжения

в установившемся режиме сигнал ошибки близок к нулю, следовательно, Uref(t)= i_L(t)Rs

Re=Rs/Kv (20)

Если учесть (3), то можно определить Kv (при номинальных значениях выходного тока и напряжения). Однако в данном алгоритме не учитывается изменение выходного напряжения. Изменение тока нагрузки в неявной форме учитывается током i_L.

Реализация алгоритма управления высокочастотным выпрямителем с ККМ с обратной связью.

Для того, чтобы учитывать изменение выходного напряжения, необходимо ввести дополнительный сигнал исоп. Так как в формировании коэффициента заполнения участвует пилообразное напряжение и напряжение, пропорциональное модулю sin(ωt), то простое суммирование сигнала, характеризующего Re, неприемлемо. Стандартным решением этой проблемы является перемножение напряжения Um и сигнала, характеризующего изменяющееся Re. Схема реализации такого алгоритма представлена на рис.6.

Аналогично выражению (20) можно определить

(21)

где Re(t)=U²_{вх rms}/p_n(t), а p_n(t)-изменяющаяся мощность нагрузки.

Рис. 6 Схема реализации алгоритма управления высокочастотным выпрямителем с ККМ с обратной связью

Рис. 7 Функциональная схема выпрямителя с двумя контурами обратной связи

Алгоритм управления с умножителем и интегратором

В большинстве случаев требуется стабилизация выходного напряжения. Она необходима для выпрямителя как в составе системы распределённого питания, так и отдельного устройства. Для обеспечения стабилизации вводится второй контур обратной связи по выходному напряжению. Тогда в качестве сигнала Ucon выступает сигнал с усилителя ошибки по выходному напряжению. Функциональная схема выпрямителя с двумя контурами обратной связи показана на рис.7.

При данном алгоритме управления используется умножитель напряжения, что усложняет систему управления. Однако возможна и более простая реализация двухконтурной системы управления. Она основана на следующих соотношениях. Допустим, выпрямитель работает в режиме непрерывного тока, тогда, согласно (6),

где i_вх - потребляемый ток.

Согласно (1), (1-d)U₀sign(i_вх)=Re·i_вх

Если использовать датчик тока с сопротивлением Rs, то:

Для малых приращений можно заменить Uo на Ue - сигнал с усилителя ошибки:

(22)

Такой алгоритм может быть легко реализован с помощью цифровых или аналоговых средств. Правая часть выражения получается с датчика тока, который может быть как резистивного типа, так и токовым трансформатором. Левая часть выражения получается путем интегрирования сигнала с усилителя ошибки по периоду коммутации для получения пилообразного напряжения Ue·t/Ts.

Другое достоинство данного алгоритма - отсутствие зависимости от входного напряжения. Схема реализации данного алгоритма управления приведена на рис.8.

Рис. 8 Схема реализации алгоритма управления с умножителем и интегратором

Анализ возможных вариантов однофазных корректоров коэффициента мощности показал, что наиболее предпочтительны два варианта цепи обратной связи: с умножением и интегрированием. Вариант управления с умножением обеспечивает простую реализацию двухконтурной системы управления и может быть создан на основе цифровых или аналоговых средств. Вариант управления с интегрированием допускает простую реализацию одноконтурной системы управления.

1. Пример высокочастотного выпрямителя 07/06/2004. Высоковольтные высокочастотные мостовые выпрямители из карбидокремниевых диодов Шоттки FBS10-06SC и FBS16-06SC фирмы IXYS.

Проблема обратного восстановления диодов высоковольтных выпрямителей является очень актуальной, особенно при двуполупериодном выпрямлении сигналов с прямоугольной формой токов и напряжений. Ярким примером являются мостовые выпрямители, работающие на индуктивную нагрузку с непрерывным током - в них на время обратного восстановления при быстрой смене полярности напряжения все четыре диода оказываются в проводящем состоянии, что приводит к большим потерям, как в самих диодах, так и в трансформаторе. Практически кардинально решить проблемы обратного восстановления позволяет использование диодов Шотти на основе карбида кремния (SiC). В отличие от pn диодов, выключение pin диодов Шоттки не сопровождается процессом рассасывания заряда в n-области и ток обратного восстановления отсутствует. Существует лишь незначительный ток заряда емкости перехода. Карбид-кремниевые диоды, входящие в состав мостовых выпрямителей FBS10-06SC и FBS16-06SC, обладают уникально малыми емкостями обратно смещённых переходов, что делает их применимыми для выпрямления сигналов с частотой до единиц мегагерц даже в жестком режиме коммутации. Замена UltraFast выпрямительных диодов на аналогичные по току и напряжению карбид-кремниевые диоды Шотти позволяет снизить динамические потери в выпрямителе до 70%.

Мостовые выпрямители упакованы в высокоэффективные корпуса с изолированным теплопроводящим основанием ISOPLUS i4-PAC и малым тепловым сопротивлением.

Электрические характеристики приборов приведены в таблице.

Наименование	Корпус	Uобр макс, В	Iпр, А	Uпр, В	Собр, пФ
FBS10-06SC	ISOPLUS i4	600	6,6(90°C)	1,7	9
FBS16-06SC	ISOPLUS i4	600	11(90°C)	1,5	21

На рисунке показана принципиальная схема выпрямителей и внешний вид корпуса.

Литература

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Выпрямитель

2. http://www.terraelectronica.ru/print.php?from=1&ID=246

3. http://www.radioradar.net/articles/scientific_technical/kkm.html (Дата публикации: 28.04.2004)

Характеристики

Список файлов реферата