46,969 matches
-
PWM Controller); b) Un tranzistor cu rol de comutator; c) O inductanță; d) O capacitate; e) O dioda; Circuitul de controlul cu modulația impulsurilor în durată, este de obicei un integrat specializat și are rolul de a furniza semnale de comandă adecvate în scopul reglări și menținerii tensiunii de ieșire la o valoare constantă. Tranzistorul, pe post de comutator, are rolul să controlează puterea transmisă sarcinii. După caz, acestea pot fi tranzistoare bipolare sau tranzistoare MOS, alegerea lor fiind condiționată în
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
care sunt cele mai indicate. Tranzistorul se comandă cu frecvența f = 1/T, menținându-se saturat pe o durată dT și blocat pe o durată( 1d )T. S-a notat cu „ d ” factorul de umplere (duty cycle) al semnalului de comandă al tranzistorului, d < 1 . Funcționarea convertorului trebuie analizată în două intervale distincte de timp: a) intervalul I, în care tranzistorul Q conduce la saturație, iar dioda D este blocată, fiind polarizată invers. Considerând originea de timp în momentul comutației directe
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
crească, tensiunea de reacție va crește peste tensiunea de referință, tensiunea de ieșire a amplificatorului de eroare va scădea și astfel durata de timp pentru care comparatorul rămâne în ”1” logic va scădea. Se reduce factorul de umplere ,,d,, a comenzii comutatorului, iar tensiunea de ieșire va scădea. Astfel, tensiunea de ieșire va apărea constantă, menținută de reacția negativă la valoarea dorită. Aplicația practică, prezentată în continuare, folosește pentru comandă circuitul integrat MC34166 produs de compania ON Semiconductor și are următorii
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
1” logic va scădea. Se reduce factorul de umplere ,,d,, a comenzii comutatorului, iar tensiunea de ieșire va scădea. Astfel, tensiunea de ieșire va apărea constantă, menținută de reacția negativă la valoarea dorită. Aplicația practică, prezentată în continuare, folosește pentru comandă circuitul integrat MC34166 produs de compania ON Semiconductor și are următorii parametri: tensiune de alimentare: 7,5V - 40V; curent de standby redus; limitare de current; curent de ieșire până la 3A; tensiune de ieșire reglabilă; referință de tensiune internă cu precizie
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
limitat la 3.0A pentru MC34166 și la 5.0A la MC34167. Tensiunea de al ieșire este menținută constantă la valoarea de 5.05V, în cazul în care nu se folosește o divizare externa. Factorul de umplere a semnalului de comandă a comutatorului, poate fi reglat de la 0 la 95%. Curentul maxim prin tranzistorul comutator este limitat pentru fiecare perioada a oscilatorului. Fiecare ciclu din funcționarea convertorului este tratat ca o situație independenta. Limitarea curentului se face prin monitorizarea curentului, care
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
de pe sarcină este suma dintre tensiunea indusă de inductor și tensiunea de alimentare. In aceste condiții curentul prin inductanță începe să scadă liniar conform relației. Caracteristica de reglaj a convertorului este unde d - factorul de umplere a undei dreptunghiulare de comandă a comutatorului. Valoarea lui d poate varia de la 0 la 1 și de aici se poate observa că tensiunea de ieșire este mai mare ca tensiunea de la intrare. Valoarea minimă a tensiunii de ieșire se obține pentu d = 0, și
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
circuit de punere în funcțiune, un multiplicator pe un singur cadran pentru determinarea factorului de putere, un detector, ce sesizează curent nul pentru asigurarea regimului de conducție critică, un comparator de curent și un etaj totem-pole de ieșire, ideal pentru comanda tranzistoarelor MOSFET. De asemenea asigură diverse protecții: la supratensiune pe sarcină, blocarea circuitului când tensiunea de alimentare este prea mică (cu histerezis), limitarea curentului pe comutator ciclu cu ciclu, precum și o protecție pe poarta tranzistorului MOSFET. In figura 11.9
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
prin aceasta, iar o altă parte determină încărcarea condensatorului de ieșire Cout. Deoarece tensiunea medie pe bobină este nulă, ariile hașurate în figura. 12.1 sunt egale, deci ultima relație reprezentând caracteristica de trensfer a convertorului, d fiind factorul de comandă al convertorului. Din caracteristica de transfer se poate vedea că atunci când d < 0.5, Vout< Vin, circuitul lucrează ca un convertor coborâtor, iar dacă d > 0.5, Vout> Vin circuitul lucrează ca un convertor ridicator. Dacă valoarea curentul de sarcină
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
Vout< Vin, circuitul lucrează ca un convertor coborâtor, iar dacă d > 0.5, Vout> Vin circuitul lucrează ca un convertor ridicator. Dacă valoarea curentul de sarcină este mică, energia înmagazinată în inductanța L nu se anulează pană la o nouă comandă de intrare în conducție a tranzistorului Q, deci nici curentul prin inductanță nu se anulează, convertorul funcționând în acest caz în regimul de conducție continuu. In figura 12.2, sunt prezentate formele de undă a tensiunea și curentului prin inductanță
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
cea de la ieșire. Când energia înmagazinată în inductanța L se anulează, se anulează și curentul iL, dioda D se blochează iar tensiunea pe tranzistorul Q devine egală cu tensiunea de intrare. Pe restul perioadei de timp rămase, până la o nouă comandă de conducție a tranzistorului Q, curentul din inductanță rămâne nul, tensiunea la bornele sarcinii fiind asigurată de capacitatea de ieșire Cout. Schema convertor mixt, comandat de circuitul MC34166 cu inversarea polarității tensiunii de ieșire față de intrare este prezentată în figura
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
rămâne nul, tensiunea la bornele sarcinii fiind asigurată de capacitatea de ieșire Cout. Schema convertor mixt, comandat de circuitul MC34166 cu inversarea polarității tensiunii de ieșire față de intrare este prezentată în figura 12.3. In cazul utilizarea circuitului MC34166, la comanda convertoarele de tensiune inversă, există două probleme majore: prima problemă este detrminată de faptul că, tensiunea de emitor al tranzistorului intern Q1 este limitată inferior la -1.5V; a doua problemă constă în faptul că, pentru realizarea unei tensiuni inverse
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
iar curentul din inductanță circulă prin acesta și se închide prin sarcină. Se obține o funcționare și o caracteristică de transfer similară cu a circuitul anterior, cu excepția că, tensiunea de ieșire are aceeași polaritate cu tensiunea de la intrare. Circuitul de comandă pentru convertorul mixt, poate fi similar celor de la convertoarele buck sau boost. Se poate utiliza tehnica de comandă cu modulația impulsurilor în durată, pentru modificarea factorului de umplere d, sau modulația în frecvența care menține durata de conducție a comutatoarelor
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
caracteristică de transfer similară cu a circuitul anterior, cu excepția că, tensiunea de ieșire are aceeași polaritate cu tensiunea de la intrare. Circuitul de comandă pentru convertorul mixt, poate fi similar celor de la convertoarele buck sau boost. Se poate utiliza tehnica de comandă cu modulația impulsurilor în durată, pentru modificarea factorului de umplere d, sau modulația în frecvența care menține durata de conducție a comutatoarelor constantă, dar modifică durata de blocare. Ambele metode au avantaje și dezavantaje. În figura 12.5 este prezentată
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
modificarea factorului de umplere d, sau modulația în frecvența care menține durata de conducție a comutatoarelor constantă, dar modifică durata de blocare. Ambele metode au avantaje și dezavantaje. În figura 12.5 este prezentată schema convertorului mixt, împreună cu circuitul de comandă MC34166. Circuitul integrat MC34166 (Motorola) este un circuit dedicat pentru controlul în bucla închisă a convertoarelor de tensiune continuă în comutație. Comanda se realizează folosind strategia de modulație PWM - modularea impulsurilor în durată. Primul tranzistor Q1 este tranzistorul intern al
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
Ambele metode au avantaje și dezavantaje. În figura 12.5 este prezentată schema convertorului mixt, împreună cu circuitul de comandă MC34166. Circuitul integrat MC34166 (Motorola) este un circuit dedicat pentru controlul în bucla închisă a convertoarelor de tensiune continuă în comutație. Comanda se realizează folosind strategia de modulație PWM - modularea impulsurilor în durată. Primul tranzistor Q1 este tranzistorul intern al circuitului, iar pentru al doilea tranzistor Q2 s-a folosit un MOSFET extern. Comanda celui de-al doilea tranzistor se face sincron
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
închisă a convertoarelor de tensiune continuă în comutație. Comanda se realizează folosind strategia de modulație PWM - modularea impulsurilor în durată. Primul tranzistor Q1 este tranzistorul intern al circuitului, iar pentru al doilea tranzistor Q2 s-a folosit un MOSFET extern. Comanda celui de-al doilea tranzistor se face sincron cu primul, poarta fiind legată la catodul primei diode D1. Când se comandă Q1 în conducție, dioda D1 se închide (funcționarea convertorului buck), ceea ce determină legarea porții tranzistorului Q2 la + Vin și
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
va intra și ea în conducție datorită curentului din L (faza a doua a convertorului boost), energia acumulată în inductanța L se va disipa pe sarcină. Circuitul integrat MC34166 realizează o reglare în buclă închisă a tensiunii de ieșire și comandă tranzistorul Q1. Tensiunea de reacție de la ieșire este preluată, printr-un divizor rezistiv R1 R2 și aplicată pe intrarea inversoare a amplificatorului de eroare EA. Intrarea neinversoare este polarizată la o tensiune de referință constantă de 5.05V, de aceea
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
eroare furnizează la ieșire, un semnal amplificat a diferenței dintre tensiunea de referință și semnalul de reacție. La nivelul comparatorului PWM este comparat semnalul provenit de la oscilator cu cel de la amplificatorul de eroare, semnalul obținut în urma comparării este utilizat în comanda tranzistorului Q1. Dacă tensiunea de ieșire tinde să crească, tensiunea de reacție va crește peste tensiunea de referință, tensiunea de la ieșirea amplificatorului de eroare va scădea, timpul de conducție al tranzistorul scade determinând scădere tensiunii de ieșire. Astfel, tensiunea de
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
realizate în tehnologie HDTMOS. Sau adus în acest fel, îmbunătățiri importante în scăderea căderii de tensiune pe tranzistor în conducție și realizarea unei diode parazite interne mai rapide. Tot în vederea creșterii performanțelor convertoarelor, sau adus îmbunătățiri și la metoda de comandă a tranzistorului comutator. Au apărut tehnici de comandă din ce în ce mai sofisticate, care țin cont de mulți parametri, mai ales dacă convertoarele sunt utilizate în aplicații precum alimentarea microprocesoarelor. In acest sens, comanda convertoarelor se poate face și cu un factor de
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
fel, îmbunătățiri importante în scăderea căderii de tensiune pe tranzistor în conducție și realizarea unei diode parazite interne mai rapide. Tot în vederea creșterii performanțelor convertoarelor, sau adus îmbunătățiri și la metoda de comandă a tranzistorului comutator. Au apărut tehnici de comandă din ce în ce mai sofisticate, care țin cont de mulți parametri, mai ales dacă convertoarele sunt utilizate în aplicații precum alimentarea microprocesoarelor. In acest sens, comanda convertoarelor se poate face și cu un factor de umplere care poate varia în funcție de dinamica tensiunii de
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
performanțelor convertoarelor, sau adus îmbunătățiri și la metoda de comandă a tranzistorului comutator. Au apărut tehnici de comandă din ce în ce mai sofisticate, care țin cont de mulți parametri, mai ales dacă convertoarele sunt utilizate în aplicații precum alimentarea microprocesoarelor. In acest sens, comanda convertoarelor se poate face și cu un factor de umplere care poate varia în funcție de dinamica tensiunii de intrare, păstrând în schimb constantă tensiunea de la ieșire, sau mai mult decât atât, odată cu prescrierea unei noi tensiuni de intrare, tensiunea de la ieșire
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
factor de umplere care poate varia în funcție de dinamica tensiunii de intrare, păstrând în schimb constantă tensiunea de la ieșire, sau mai mult decât atât, odată cu prescrierea unei noi tensiuni de intrare, tensiunea de la ieșire se modifică în funcție de prescrisă. O astfel de comandă, se adresează în primul rând alimentării microprocesoarele care nu au nevoie de o alimentare constantă, deoarece la aplicații ușoare, sau atunci când procesorul este în stad-by, tensiunea de alimentare pe acesta, poate să scadă până la o anumită valoare, neinfluiențând cu nimic
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
Soluția de alimentare abordată, constituie un avantaj prin faptul că, în acest fel se reduce puterea disipată de microprocesor când acesta se află în starea de stand-by. Marile firme producătoare de circuite electronice, au lansat pe piață circuite integrate dedicate comenzii convertoarelor. Strategiile utilizată în comanda convertoarelor, folosesc cel mai des principiul modulației impulsurilor în durată PWM ( MID ) și oferă un avantaj major în sensul că, elementul cu rol de comutator poate controla și menține constantă tensiunea de la ieșirea chiar dacă sunt
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
un avantaj prin faptul că, în acest fel se reduce puterea disipată de microprocesor când acesta se află în starea de stand-by. Marile firme producătoare de circuite electronice, au lansat pe piață circuite integrate dedicate comenzii convertoarelor. Strategiile utilizată în comanda convertoarelor, folosesc cel mai des principiul modulației impulsurilor în durată PWM ( MID ) și oferă un avantaj major în sensul că, elementul cu rol de comutator poate controla și menține constantă tensiunea de la ieșirea chiar dacă sunt variații ale tensiunii de intrare
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
impulsurilor în durată PWM ( MID ) și oferă un avantaj major în sensul că, elementul cu rol de comutator poate controla și menține constantă tensiunea de la ieșirea chiar dacă sunt variații ale tensiunii de intrare. Acest mod de abordare, cu privire la tehnica de comandă, nu este agreat atunci când convertorul este destinat alimentării procesoarelor, deoarece în situația dată, tensiunea de ieșire care este tensiunea de alimentare a procesorului nu poate fi modificată, lucru absolut necesar de exemplu când ne află în starea stand-by . Unele firme
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]