Моделирование полумостового последовательного резонансного инвертора с обратными диодами | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №26 (264) июнь 2019 г.

Дата публикации: 02.07.2019

Статья просмотрена: 180 раз

Библиографическое описание:

Павлов, О. П. Моделирование полумостового последовательного резонансного инвертора с обратными диодами / О. П. Павлов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 26 (264). — С. 88-90. — URL: https://moluch.ru/archive/264/61311/ (дата обращения: 02.03.2021).



В работе представлена модель полумостового последовательного резонансного инвертора с обратными диодами, которая была реализована в среде моделирования Simulink Matlab. По предварительным расчетам найдены параметры схемы, произведено моделирование и получены временные диаграммы работы инвертора.

Ключевые слова: полумостовой последовательный инвертор, IGBT, индукционный нагрев, Simulink — моделирование.

Резонансные инверторы нашли широкое применение в разных областях промышленности в составе индукционных установок, сварочных аппаратов, генераторов плазмы, ультразвукового оборудования, систем электропитания многоканальных лазеров, также известно об их применении в медицинской и бытовой технике.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема полумостового последовательного резонансного инвертора с обратными диодами

Рассмотрим схему полумостового последовательного резонансного инвертора с обратными диодами исходя из экономической выгодности по сравнению с мостовой схемой, что связано с меньшим количеством транзисторов в схеме. Также отмечается, что рассматриваемая схема является более надежной и технологичной по сравнению со схемой резонансного инвертора с выводом нулевой точки. Во избежание возможных перегрузок транзисторов по напряжению для ограничения на них напряжения включаются обратные диоды. С помощью обратных диодов накопленная на этапе проводимости транзисторов энергия в конденсаторах C1 и C2 возвращается либо в источник питания, либо в другой накопитель энергии [2].

Произведен автоматизированный расчет схемы при помощи программного комплекса [1]. Расчет позволил определить параметры колебательного контура схемы, а также параметры трансформатора.

Рис. 2. Модель полумостовой схемы последовательного резонансного инвертора с обратными диодами

При моделировании (рис. 2) в качестве силовых ключей схемы инвертора используются биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT).

На рис. 3 показаны временные диаграммы инвертора, на которых при двух разных частотах можно наблюдать токи транзисторов, входной ток, ток нагрузки, напряжения на обоих конденсаторах, а также напряжение на одном из двух транзисторов схемы.

Разомкнутая система управления, заключенная в блоке Subsystem, осуществляет генерацию импульсов с частотой 20 кГц до момента времениc, после чего начинает генерировать импульсы с частотой 30 кГц, что позволяет снять переходную характеристику схемы как реакцию на изменение частоты импульсов, подаваемых на ключи. Переходная характеристика позволяет составить передаточную функцию, по которой в свою очередь могут быть определены частотные характеристики для последующего синтеза замкнутой системы управления.

Рис. 3. Временные диаграммы работы последовательного полумостового резонансного инвертора с обратными диодами

Моделирование показывает, что полученные в результате автоматизированного расчета параметры силовой части схемы позволяют обеспечить корректную работу инвертора при заданном режиме работы исходя из относительной длительности открытого состояния ключей.

Литература:

  1. Лазарева Н. М., Павлов О. П., Яров В. М. Программный комплекс расчёта и анализа последовательных резонансных инверторов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции “Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем”. — 2017.
  2. Яров В. М. Полупроводниковые преобразователи частоты для установок индукционного нагрева: Учеб. пособие / В. М. Яров, В. П. Терехов, А. Н. Ильгачев. — Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2005. — 228 с.
Основные термины (генерируются автоматически): IGBT, полумостовый последовательный резонансный инвертор, диод.


Ключевые слова

полумостовой последовательный инвертор, IGBT, индукционный нагрев, Simulink — моделирование

Похожие статьи

Расчет и моделирование высокочастотных резонансных...

Рассматриваются четыре варианта схем последовательных резонансных инверторов на примере моделей в системе компьютерной математики (СКМ) MatLAB/Simulink.

Рис. 5. Модель схемы последовательного полумостового резонансного инвертора без обратных диодов.

Несимметричные полумостовые преобразователи.

Несимметричные полумостовые преобразователи относятся к преобразователям с мягким переключением.

Несимметричные полумостовые преобразователи обладают рядом достоинств перед другими схемными решениями: позволяют реализовать переключение...

Выбор оптимальных топологий при разработке модульных...

Резонансный преобразователь неприменим по причине наличия нестатической нагрузки.

При разработке преобразователей с требованиями класса ВП накладывается ограничение на выбор элементной базы так же из категории ВП.

Исследование параллельно-последовательного преобразователя

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...

К пониманию векторной системы широтно-импульсной модуляции...

Одной из блестящих работ по векторным системам широтно-импульсной модуляции (ШИМ) инвертора напряжения, на наш взгляд, является работа [1]. Но рекомендовать ее студентам, начинающим овладевать данной темой...

Преобразовательное устройство... | Молодой ученый

В статье рассматривается преобразовательное устройство параллельно-последовательного типа для аккумуляторных батарей с микроконтроллерным управлением. За основу были взяты структуры систем энергообеспечения космических аппаратов.

Сравнительный анализ характеристик традиционного автономного...

Проведено компьютерное моделирование системы электроснабжения СУДС для сравнения характеристик традиционного автономного инвертора напряжения с dc-dc преобразователем с квази-импедансным инвертором.

DC-DC преобразователь на базе MP1484EN | Статья в журнале...

Данная статья носит обзорный характер и посвящена вопросу проектирования источника питания на базе известной микросхемы импульсного DC — DC преобразователя MP1484EN, применяемой в источниках питания электронных устройств разного назначения.

Разработка параллельного преобразователя | Статья в журнале...

Исследование параллельно-последовательного преобразователя.

Несимметричные полумостовые преобразователи.

Несимметричные полумостовые преобразователи. Рис. 2. Схема замещения несимметричного полумостового преобразователя.

Похожие статьи

Расчет и моделирование высокочастотных резонансных...

Рассматриваются четыре варианта схем последовательных резонансных инверторов на примере моделей в системе компьютерной математики (СКМ) MatLAB/Simulink.

Рис. 5. Модель схемы последовательного полумостового резонансного инвертора без обратных диодов.

Несимметричные полумостовые преобразователи.

Несимметричные полумостовые преобразователи относятся к преобразователям с мягким переключением.

Несимметричные полумостовые преобразователи обладают рядом достоинств перед другими схемными решениями: позволяют реализовать переключение...

Выбор оптимальных топологий при разработке модульных...

Резонансный преобразователь неприменим по причине наличия нестатической нагрузки.

При разработке преобразователей с требованиями класса ВП накладывается ограничение на выбор элементной базы так же из категории ВП.

Исследование параллельно-последовательного преобразователя

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...

К пониманию векторной системы широтно-импульсной модуляции...

Одной из блестящих работ по векторным системам широтно-импульсной модуляции (ШИМ) инвертора напряжения, на наш взгляд, является работа [1]. Но рекомендовать ее студентам, начинающим овладевать данной темой...

Преобразовательное устройство... | Молодой ученый

В статье рассматривается преобразовательное устройство параллельно-последовательного типа для аккумуляторных батарей с микроконтроллерным управлением. За основу были взяты структуры систем энергообеспечения космических аппаратов.

Сравнительный анализ характеристик традиционного автономного...

Проведено компьютерное моделирование системы электроснабжения СУДС для сравнения характеристик традиционного автономного инвертора напряжения с dc-dc преобразователем с квази-импедансным инвертором.

DC-DC преобразователь на базе MP1484EN | Статья в журнале...

Данная статья носит обзорный характер и посвящена вопросу проектирования источника питания на базе известной микросхемы импульсного DC — DC преобразователя MP1484EN, применяемой в источниках питания электронных устройств разного назначения.

Разработка параллельного преобразователя | Статья в журнале...

Исследование параллельно-последовательного преобразователя.

Несимметричные полумостовые преобразователи.

Несимметричные полумостовые преобразователи. Рис. 2. Схема замещения несимметричного полумостового преобразователя.

Задать вопрос