Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 9 августа, печатный экземпляр отправим 13 августа
Опубликовать статью

Молодой учёный

Исследование параллельно-последовательного преобразователя

Технические науки
25.12.2017
1054
Поделиться
Библиографическое описание
Лиханова, М. Д. Исследование параллельно-последовательного преобразователя / М. Д. Лиханова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 51 (185). — С. 64-67. — URL: https://moluch.ru/archive/185/47461/.


В электронике широко применяются импульсные преобразователи с непосредственной связью, а именно: регулятор I типа, регулятор II типа, регулятор III типа, преобразователь Кука.

Ключевые слова: исследование, параллельно-последовательный преобразователь, схема, режимы.

In electronics, a widely used pulse transformers with direct connection, namely: a regulator of type I controller type II, type III controller, inverter cook.

Keywords: research, a parallel-to-serial Converter, diagram, modes.

На рис. 1 изображена схема двухключевого параллельно-последовательного преобразователя, состоящая из последовательного ключа S1, параллельного ключа S2, диодов VD1 и VD2, индуктивности L, конденсатора фильтра C, сопротивления нагрузки R.

Рис. 1. Параллельно-последовательный преобразователь

В зависимости от алгоритмов управления ключами S1, S2 данный преобразователь может работать в четырех режимах.

1-й режим работы: Состояние ключа S1 соответствует широтно-импульсной модуляции (ШИМ), ключ S2 постоянно разомкнут. Условно по тексту эти состояния будем представлять как S1=ШИМ, S2=0. Регулировочная характеристика Uн/E=γ — соответствует регулятору I типа (понижающему).

2-й режим работы: S1=1 (постоянно замкнут), S2=ШИМ. Регулировочная характеристика Uн/E=1/(1–γ) — соответствует регулятору II типа (повышающему).

3-й режим работы: Ключи S1=ШИМ, S2=ШИМ. Регулировочная характеристика Uн/E=γ/(1–γ) — соответствует регулятору III типа (но без инверсии) или SEPIC-конвертору.

4-й режим работы: Ключ S1=0 (постоянно разомкнут), ключ S2=1 (постоянно замкнут). Этому режиму соответствует хранение накопленной в индуктивности L энергии. Ток циркулирует по контуру: диод D1 — индуктивность L — ключ S2.

Наличие интервала хранения позволяет строить преобразователи с улучшенными динамическими свойствами. Например, исключать перерегулирование выходного напряжения при включении преобразователя и быстром выходе на режим, устранять выбросы / провалы выходного напряжения при скачкообразном сбросе / набросе нагрузки.

На рис. 2 представлена схема преобразователя с двухконтурной релейной системой управления.

Рис. 2. Функциональная схема преобразователя

Пусть в исходном состоянии конденсатор фильтра C разряжен, ток в индуктивности IL=0.

При включении преобразователя вначале происходит накопление энергии в индуктивности, и только после этого система управления начинает отслеживать выходное напряжение.

Таким образом, накопление энергии обладает приоритетом по отношению к стабилизации выходного напряжения.

Как только напряжение на нагрузке достигает верхнего порога, релейный стабилизатор напряжения открывает ключ S2, тем самым прекращая передачу энергии в нагрузку. Контур стабилизации тока по–прежнему управляет ключом S1 и поддерживает запас энергии в индуктивности. Преобразователь работает в режимах накопления энергии или хранения.

Устранение провала при набросе нагрузки возможно, если ток в индуктивности больше пикового тока нагрузки. Если пиковый ток нагрузки окажется больше тока в индуктивности, то провал напряжения неизбежен. Но это аварийный режим, соответствующий перегрузке преобразователя.

На рис. 3 изображена схема параллельно-последовательного преобразователя с динамической нагрузкой в программе Micro CAP 10.

Рис. 3. Схема последовательно-параллельного преобразователя с динамической нагрузкой в программе Micro CAP 10

На рис. 4 представлены временные диаграммы работы последовательно-параллельно-последовательного преобразователя.

Рис. 4. Временные диаграммы работы последовательно-параллельного преобразователя

Литература:

1. Мелешин, В. И. Транзисторная преобразовательная техника [Текст] / В. И. Мелешин — М.: Техносфера, 2005 г.

2. Ионкин П. А. Теоретические основы электротехники. — М.: Изд-во «Высшая школа», 1976.–544 с.

Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
исследование
параллельно-последовательный преобразователь
схема
режимы
Молодой учёный №51 (185) декабрь 2017 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 64-67):
Часть 1 (стр. 1-107)
Расположение в файле:
стр. 1стр. 64-67стр. 107

Молодой учёный