Вступ, Теоретична частина - Транзисторний перетворювач із дроселем
В даній курсовій роботі розроблений транзисторний перетворювач із дроселем у первинному ланцюзі на основі найпростішої схеми, із системою керування.
Система керування дозволяє правильно керувати роботою схеми.
Необхідність розробки даного перетворювача полягає в наступному: схема дає можливість усунути наскрізні струми й усунути можливість однобічного замагнічування силового трансформатора.
Актуальність розробленого перетворювача складається у використанні даного пристрою як більше надійного, енергоекономного приладу у відмінності від подібних (мостовий інвертор, інвертор з нульовим виводом).
Система керування перетворювача побудована на мікроконтролері, що дає можливість зменшити габарити вихідного пристрою, простоту використання й збільшити надійність приладу.
Теоретична частина
Дана схема вибрана згідно з завданням. Силова частина має вид зображений на рис. 1а, часові діаграми зображені на рис. 1б, в, г.
Як відомо, класичним двухтактним інверторам напруги (мостовому інвертору, півмостовому інвертору, інвертору з нульовим виводом) притаманні дві істотні вади. Це виникнення наскрізних струмів, що вимагає застосування додаткових, часто достатньо складних засобів для їх усунення, а також можливість одностороннього підмагнічування силового трансформатора. Останнє явище пояснюється несиметрією вольтсекундних площ на півперіодах змінної напруги, яка прикладається до первинної обмотки силового трансформатора. Несиметрія у тій чи інший мірі присутня завжди, що пов'язано з розбіжністю параметрів силових транзисторів інвертора по часу вмикання та вимикання, різницею в падінні напруги на транзисторах у стані насичення.
У значній мірі вільні від зазначених недоліків перетворювачі з дроселем у первинному колі. Найпростіша схема такого перетворювача представлена на рис. 1, а. Залежно від алгоритму управління силовими ключами можливі три режими роботи перетворювача. Ці режими, за характером протікання електромагнітних процесів подібні до режимів трьох основних видів широтно-імпульсних перетворювачів (ШІП з пониженою вихідною напругою, ШІП з підвищеною вихідною напругою, ШІП з напругою що регулюється вище та нижче вхідної) або відповідним однотактним перетворювачам.
Розглянемо роботу перетворювача у трьох режимах припускаючи, що ємність вихідного фільтра велика і пульсаціями напруги на ній можна знехтувати, а величина індуктивності забезпечує роботу перетворювача в режимі безперервного струму.
В першому режимі транзистори VТ2 та VT3 Відкриті по черзі на протязі півперіоду, а транзистор VТ1 Працює, як широтно-імпульсний модулятор на подвійній частоті і відкритий на протязі часу Т/2 у кожній половині періода (рис. 1, б). При цьому в інтервалі відкритого стану транзистора VТ1 відбувається передача енергії в навантаження та одночасно її накопичення в дроселі L. При вимиканні VТ1, за рахунок ЕРС самоіндукції, струм дроселя L замикається через зворотній діод VД1, одну з первинних півобмоток трансформатора ТV та відкритий транзистор VТ2 Або VТ3. Таким чином, сумарний струм первинних, а також вторинних обмоток трансформатора (ІW2) виявляється безперервним на протязі всього періоду роботи перетворювача. (В схемі можливий, також, режим переривчатого струму дроселя L, подібний режиму ШІП з пониженою вихідною напругою, проте, зважаючи на погані енергетичні характеристики, цей режим перетворювача не розглядається). Змінна напруга вторинної обмотки UW2 (рис. 1, б) випрямляється двохпівперіодним випрямлячем В та згладжується конденсатором вихідного фільтра С. В цілому, характер протікання електромагнітних процесів в дроселі L Та конденсаторі С аналогічний процесам в ШІП з пониженою вихідною напругою.
В другому режимі роботи перетворювача транзистор VТ1 постійно відкритий, діод VД1 постійно знаходиться в закритому стані і тому вони можуть бути виключені з схеми. При цьому транзистори VТ2 Та VТ3 відкриті більше ніж півперіоду, тобто працюють з взаємним перекриттям (рис. 1, в). На інтервалі Т/2, Коли відкриті обидва транзистори, відбувається накопичування енергії в дроселі до якого, через закорочення обмоток силового трансформатора, прикладається повна напруга живлення перетворювача. Передача енергії від джерела живлення в навантаження не відбувається і струм вторинної обмотки трансформатора дорівнює нулю. Діоди випрямляча В виявляються закритими. При вимиканні одного з транзисторів енергія, накопичена в індуктивності, через трансформатор передається в навантаження. Електромагнітні процеси в даному режимі схожі з процесами у ШІП з підвищеною вихідною напругою.
В третьому режимі на інтервалі часу Т/2 відкриті всі транзистори, а на інтервалі часу (1-) T/2 транзистор VТ1 закритий, а VТ2 або VТ3 відкриті відповідно з півперіодом їх роботи (рис. 1, г). На інтервалі Т/2 накопичується енергія в дроселі L, який підключений до джерела живлення перетворювача, а на інтервалі (1-) T/2 здійснюється передача накопиченої енергії в навантаження. Робота перетворювача в даному режимі подібна роботі ШІП з вихідною напругою, що регулюється вище та нижче вхідної.
Як витікає з розгляду роботи перетворювача, наявність навіть примусового перекриття в роботі транзисторів VТ2 Та VТ3 В другому та третьому режимах не призводить до появи аварійних режимів його роботи, тобто і в першому режимі відсутні проблеми захисту транзисторів від наскрізних струмів. Крім цього, можливе однобічне підмагнічування осєрдя силового трансформатора позначиться практично тільки на викривленні форми напруги на обмотках силового трансформатора. Неабиякою перевагою перетворювача є те, що дросель у вхідному ланцюзі виконує функції аналогічні функціям дроселя фільтра після випрямляча у вторинній обмотці трансформатора. Це дозволяє істотно спростити конструкцію дроселя при побудові перетворювача з високовольтним виходом.
Із розгляду основних типів ШІМ, а також відповідних їм однотактних перетворювачів, очевидно, що і для перетворювачів з дроселем у первинному ланцюзі найкращий коефіцієнт використання силових елементів досягається при роботі перетворювача в першому режимі. Тому, цей режим є основним і практично завжди використовується у перетворювачах з дроселем в первинному колі.
Вважаючи, що дросель L виконує тіж самі функції, що і дросель в ШІП понижуючого типу, напруга на навантаженні в першому режимі може бути визначена з виразу:
(1)
Де.
Оскільки, струм у вторинній обмотці силового трансформатора неперервний і якась пара діодів випрямляючого моста (рис. 1, а) завжди буде у провідному стані, то напруги UW2, uW1 на вторинній і первинній обмотці трансформатора визначаються напругою навантаження
UW2 = Uн, (2)
. (3)
Максимальна напруга UКе max на вимкненому транзисторі VТ2 або VТ3 Дорівнює сумі напруг та на первинних півобмотках трансформатора
(4)
І залежить від тривалості інтервалу провідного стану ГТ транзистора VТ1.
Максимальне значення напруги на діоді VD1 і транзисторі VТ1 Дорівнює напрузі джерела живлення UD.
До вад перетворювачів з дроселем в первинному колі треба віднести підвищену напругу на напівпровідникових елементах схеми, збільшення кількості елементів.
Похожие статьи
-
Розробка структурної схеми, Розробка принципової схеми - Транзисторний перетворювач із дроселем
При підключенні мережі включається система керування зібрана на мікроконтролері, яка живиться від блоку живлення, що виробляє напругу 5 В, силова частина...
-
Розрахунок силової частини і вузлів системи керування - Транзисторний перетворювач із дроселем
Розрахунок силової частини 1) Проведемо прикидочний розрахунок мінімальної напруги на вході інвертора, прийнявши спадання напруги на фільтрі 5%: 2)...
-
Висновки, Література - Транзисторний перетворювач із дроселем
Розрахований перетворювач із дроселем у первинному ланцюзі на основі найпростішої схеми відповідає вимогам завдання. У роботі були розраховані компоненти...
-
Актуальність теми Актуальність даної курсової роботи полягає в тому, що останні роки в Фото електроніці досягнуто ряд істотних успіхів. Досить важливу...
-
На відміну від традиційних лінійних ІП, що передбачають гасіння зайвої нестабілізованої напруги на прохідному лінійному елементі, імпульсні ІП...
-
Я вважаю, що тема моєї дипломної роботи є актуальною тому що, для любого електромеханіка який займається ремонтними роботами є необхідністю мати...
-
Для одержання коливань, що характеризуються ділянками зі стрибкоподібними змінами напруг і струмів (так званих "розривних коливань"), застосовуються...
-
Аналіз схеми. Пристрій забезпечує стабілізацію вихідної напруги, регульованої від 4 до 22В при струмі навантаженням до 2А. Амплітуда пульсацій при...
-
Принципова схема й осцилограми напруги в різних крапках випрямляча приведені на малюнку. U2 - Напруга на одній половині вторинної обмотки трансформатора...
-
Вступ - Розробка мікропроцесорного приладу для управління кондиціонером
В наш час, час високогорівня розвитку науки та техніки, коли людство досягло значних технологічних висот, ми все частіше і частіше стикаємося з такими...
-
Вступ - Класифікація і типові структури промислових автоматичних регуляторів
Автоматичні регулятори характеризуються величезною розмаїтістю по призначенню, принципу дії, конструктивним особливостям, виду використовуваної енергії,...
-
Автомобільний транспорт - одна з найважливіших галузей народного господарства, розвивається як невід'ємна частина єдиної транспортної системи країни. Він...
-
Проблема забезпечення загального (повсюдного і для усіх категорій населення та бізнесу, "універсального") доступу до сучасних інформаційно-комунікаційних...
-
Вступ - Технологія заміни шестерні колінчастого вала двигуна трактора Т-150К
При роботі і зберіганні машин, які використовуються в сільському господарстві, в результаті впливу ряду факторів деталі машин опрацьовуються і...
-
Вступ - Автоматичний регулятор температури
Метою даної роботи є розробка приладу, призначеного для автоматичного регулювання температури. Головна особливість терморегуляторів - простота схем при...
-
Типові способи й засоби розширення меж вимірювань Розширення меж вимірювання приладів - це важлива техніко - економічне завдання, метою якого є зменшення...
-
Головна схема електричних з'єднань електростанції вибирається на підставі декількох технічних прийнятних варіантів, які відповідають основним вимогам, що...
-
За умовою вихідних даних курсової роботи зобразимо структурну схему ЦАП на основі матриці типу R-2R. Рисунок 3.1- Cхема ЦАП на основі матриці R-2R...
-
Мультивібратори на біполярних транзисторах - Мультивібратори
Мультивібратори на біполярних транзисторах більш за все виконують за симетричною схемою з колекторно-базовими зв'язками (рис. 1,а). Як і для тригера,...
-
Схеми випрямлячів - Випрямлячі перемінної напруги
Випрямлячі, застосовувані для однофазної побутової мережі виконуються по 4 основним схемам: однополуперіодної, двухполуперіодної з нульовою крапкою(чи...
-
ВСТУП, РОЗРАХУНОК ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ - Розрахунок ромбічної антени для магістрального зв'язку
Горизонтальна ромбічна антена є однією із основних типів антен декаметрового діапазону. Початок її використання відноситься до 30-их років, а подальше...
-
ВСТУП - Комплектація приймальної установки супутникового безпосереднього телевізійного мовлення
Супутникові ретранслятори для передавання інформації вживаються в міжнародних, регіональних та національних засобах звязку, а також для організації...
-
Вступ, Приймальні супутникові антени. Параболічні антени - Супутникові системи зв'язку
Ознайомитися з сучасними супутниковими системами зв'язку, з технічними можливостями виведення супутника на навколоземну орбіту, а також з його...
-
Супутникові ретранслятори для передавання інформації застосовуються в міжнародних, регіональних та національних засобах зв'язку, а також для організації...
-
Вступ - Захист інформації від витоку з телефонної мережі зв'язку
На сучасному етапі, коли відбулася корінна переоцінка цінностей, багато традиційних ресурсів людського прогресу втрачають своє першорядне значення. Але...
-
Всесвітня павутина WWW - Вступ до Інтернет
1. Основні поняття служби WWW. Більшість користувачів починають мандрівку в Інтернет, зазвичай, з перегляду web-сторінок. Часто поняття Інтернет...
-
Розрахунок споживаної потужності від джерела живлення +5В Основними споживачами електроенергії від джерела живлення +5В в розробленій схемі є...
-
Вступ - Конструкція, основні параметри і характеристики підстроєчних конденсаторів
Конденсатори змінної ємності є одним з найбільш важливих елементів сучасної радіоелектроніки. Вони широко застосовуються у вимірювальній апаратурі і в...
-
Оптоволокном або оптичне волокно -- це технічний виріб, що складається з оптичного світловоду і захисних покриттів та маркуючої кольорової оболонки....
-
Вступ, Пристрій введення текстової інформації - Класифікація ввідних пристроїв
Процес взаємодії користувача з персональним комп'ютером (ПК) неодмінно включає процедури введення вхідних даних та отримання результатів обробки ПК цих...
-
Вступ, Основні поняття - Проектори: основні характеристики
Перший проектор з'явився в 1640 р. Його винайшов німецький фізик і математик, чернець Панас Кирхер (1601-1680). У латинському трактаті "Велике мистецтво...
-
Вступ - Створення комутаційної техніки на основі цифрових систем передачі
З кожним роком зростає обсяг інформації, яка підлягає передачі по каналах зв'язку. Характерним при цьому є не тільки кількісне зростання обсягів...
-
ОПИСОВА ЧАСТИНА - Електронний цифровий мілівольтметр постійного струму з світлодіодним дисплеєм
Ремонт, наладка і регулювання будь-якого радіоелектронного пристрою неможливі без радіовимірювальних приладів, серед яких вольтметр, амперметр і омметр....
-
ВСТУП - Електронний цифровий мілівольтметр постійного струму з світлодіодним дисплеєм
Основним завданням при проектуванні вимірювальних приладів було і залишається досягнення певних метрологічних характеристик. На різних етапах розвитку...
-
ВСТУП - Цифровий датчик тиску повітря у кабіні літака
Розробка датчика тиску з цифровим виходом є актуальною, оскільки тиск навколишнього повітря на висоті польоту дуже низький, а для забезпечення...
-
Сервіси, протоколи та адресація ресурсів. Сервіси (служби) Інтернет. Під час пересилання інформації у мережі один комп'ютер робить запит...
-
Вступ - Використання нейромережевих технологій при створенні систем підтримки прийняття рішень
При сучасному рівні розвитки техніки, коли навіть побутова техніка обладнується мікропроцесорними пристроями, виникнула потреба в інтелектуальних...
-
Вступ - Технологічний розрахунок відділення газобалонної апаратури
Автомобільний транспорт є найбільш масовим видом транспорту, що володіє великою маневреністю, хорошою прохідністю і пристосувань для роботи в різних...
-
ВСТУП - Транспортне забезпечення в туризмі
Туризм (>фр. tourisme;tоur - прогулянка, поїздка) - це динамічно розвивається, орієнтована на споживача явище. Це найбільша індустрія світу, сумарний...
-
ВСТУП - Аналіз системи автоматичного регулювання температури в печі
Мета курсової роботи - набуття студентами навичок у розрахунку лінійних систем автоматичного управління(САУ), нелінійних САУ та САУ з цифровою корегуючою...
Вступ, Теоретична частина - Транзисторний перетворювач із дроселем