879 matches
-
observă că, factorul de putere este peste valoarea de 0.99, aproape unitar, factorul total al distorsiunilor de curent sunt acceptabile, iar randamentul convertorului boost este foarte mare. Convertorul mixt Buck-Boost (Step-up/Down Converter) 12.1 Convertorul mixt cu inversarea polarității tensiunii de la ieșire Convertorul mixt, poate să funcționeze ca un convertor coborâtor cât și ridicător, în sensul că poate furniza la ieșire o tensiune mai mică sau mai mare decăt tensiunea de alimentare. Schema convertorului și formele de undă aferente
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
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 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
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
menționat faptul că, atunci când tensiunea de la ieșirea este reglată (stabilizată), căderea de tensiune pe R1 este de 5.05V și este egală cu referință internă de tensiune. Performantele regulatorului sunt prezentate în tabelul 1. 12.2 Convertorul mixt cu păstrarea polarității tensiunii de la ieșire In figura 12.4 este prezentată schema unui convertor mixt care nu mai inversează polaritatea tensiunea de ieșire, dar care utilizează două tranzistoare comutatoare și două diode. Regimul de funcționare este stabilit de durata de conducție a
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
05V și este egală cu referință internă de tensiune. Performantele regulatorului sunt prezentate în tabelul 1. 12.2 Convertorul mixt cu păstrarea polarității tensiunii de la ieșire In figura 12.4 este prezentată schema unui convertor mixt care nu mai inversează polaritatea tensiunea de ieșire, dar care utilizează două tranzistoare comutatoare și două diode. Regimul de funcționare este stabilit de durata de conducție a celor două tranzistoare Q1 și Q2. Configurația Q1, D1, L, formează un convertor coborâtor și este legat în
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
diodele D1 și D2 intră în conducție, 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
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
de timp egal cu dT. Așadar, funcționarea convertorului va trebui urmărită pe 4 intervale de timp distincte. a) intervalul I, [ ].dT0,t∈ Tranzistorul Q1 se comandă să conducă la saturație, iar Q2 este blocat.Tensiunile de la bornele înfășurărilor vor avea polarități fără paranteze și valoarea V1, iar tensiunea inversă maximă repetitivă pe Q2 devine 2V1. Tensiunea indusă pe n′2 polarizează direct dioda D2 care intră în conducție. Dioda D1 rămâne blocată, fiind polarizată invers cu tensiunea. Circuitul echivalent al convertorului
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
cel indicat în figură Tensiunea la bornele inductorului L este. c) intervalul III, .dT 2 T, 2 Tt ⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ +∈ Pe acest interval, se comandă să conducă la saturație tranzistorul Q2, iar tranzistorul Q1 rămâne blocat. Tensiunile pe înfășurările transformatorului au acum polaritățile din paranteză, deci dioda D1 începe să conducă, iar dioda D2 rămâne blocată, fiind polarizată invers de tensiunea: Spre deosebire de convertorul coborâtor, în caracteristica de reglaj a convertorului în contratimp intervin atât raportul de transformare, cât și factorul de umplere amplificat
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
exista o singură înfășurare primară, evitându-se neajunsurile legate de diferențele dintre cele două secțiuni. Pe intervalul , tranzistoarele Q1 și Q2 se comandă să conducă la saturație, Q3 și Q4 se mențin blocate, iar pe înfășurările transformatorului apar tensiuni cu polaritatea fără paranteze. În circuitul secundar, conduce dioda D1, iar D2, ete blocată fiind polarizată invers. Tensiunile colector-emitor pe tranzistoarele Q3 și Q4 sunt. Se observă că solicitarea în tensiune a tranzistoarelor este jumătate din valoarea existentă la convertorul în contratimp
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
la convertorul în contratimp. Toate tranzistoarele sunt blocate și conduc ambele diode D1 și D2, iar pe intervalul se comandă să conducă la saturație tranzistoarele Q3 și Q4 iar Q1 și Q2 rămân blocate. Acum, tensiunile pe înfășurările transformatorului au polaritățile din paranteze, deci în circuitul secundar va conduce dioda D2 și va fi blocată dioda D1. Tensiunile colector - emitor ce se aplică tranzistoarelor Q1 și Q2 sunt. În fine, pe intervalul , din nou sunt blocate toate tranzistoarele și conduc D1
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
două condensatoare vor fi deci egale cu V1/2. Tranzistoarele Q1 și Q2 se comandă exact ca la convertorul în contratimp. Astfel, pe intervalul [ ]dT0,t∈ , Q1 conduce la saturație și Q2 este blocat, tensiunile pe înfășurările transformatorului vor avea polaritățile fără paranteze, deci va conduce dioda D2, dar, spre deosebire de convertorul în contratimp și în punte, pe o înfășurare cu n1 spire se va aplica tensiunea V1/2 și nu V1. În rest, funcționarea rămâne neschimbată. Caracteristica de reglaj a convertorului
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
Dacă impulsurile de comandă de la ieșirea integratului dispar, Q3 și Q4 sunt în conducție, primarul transformatorului este scurtcircuitat, reacția pozitivă dispare și tranzistoarele de putere se vor bloca rapid. Conducția tranzistoarelor Q1 și Q2 este alternativă și este dictată de polaritățile tensinilor care apar pe înfașurările transformatorului. Indiferent de conducția acestora, pe înfașurarea primară a lui T3, transformator de înaltă frecvență, vom avea aproximativ 150V. Tensiunile stabilizate la ieșirile de +5V, respectiv +12V, sunt controlate de circuitul integrat prin intermediul reacției negative
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
al tranzistorului Q este foarte mic, rezultă βiB>iC, deci Q va intra în conducție mai exact punctul static de funcționare se va afla în zona de saturație. Ca urmare, pe înfășurarea n1, va apărea practic întreaga tensiune E cu polaritatea fără paranteze. În toate înfășurările transformatorului se vor induce tensiunile fără paranteze. Tensiunea pe n2 polarizează invers și blochează dioda D în timp ce tensiunea de pe n3 se va însuma cu tensiunea de pe R2 producând creșterea curentului de bază la valoare. Ceea ce
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
În continuare curentul de colector IC 99 scade și va ajunge în cele din urmă la valoarea BIβ , iar variația fluxului prin miez schimbă de semn, ∆Φ/∆t <0. Datorită acestui fenomen, în toate înfășurările transformatorului, vor apărea tensiunile cu polaritățile din paranteze. Tensiunea indusă pe n3 polarizează invers și blochează tranzistorul, în acest scop tensiunea de pe n3 trebuie să depășească pe cea dată de divizorul rezistiv R1 R2 adică. În acest moment, energia înmagazinată în câmpul magnetic este. Întrucât tensiunea
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
polarizează invers și blochează tranzistorul, în acest scop tensiunea de pe n3 trebuie să depășească pe cea dată de divizorul rezistiv R1 R2 adică. În acest moment, energia înmagazinată în câmpul magnetic este. Întrucât tensiunea la bornele înfășurării n2 are acum polaritatea din paranteze, dioda D se deschide, iar energia înmagazinată în câmpul magnetic al transformatorului pe durata saturării tranzistorului Q, se va transfera parțial în câmpul electric al condensatorului a cărui tensiune la borne va crește parțial, și în energie disipată
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
impuls porții tiristorului auxiliar de comutație. Schema de forță a contactorului de c.c. realizat cu IGBT-uri sau MOSuri este mai simplă deoarece nu mai este necesar circuitul de comutație inversă. Blocarea acestora se realizează printr-o tensiune de polaritate inversă aplicată joncțiunii grilă-emitor sau grilă-sursă. Avantajele principale ale acestor conactoare statice spre deosebire de cele elecromecanice îl constituie frecvența mare de comutare(IGBT, MOS) și domeniul de utilizare, adică pot fi folosite cu succes în medii cu pericol de explozie sau
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
în momentul t1 se comandă să conducă tiristorul T1 și RS va fi parcurs de curent. Tensiunea pe tiristorul T1 devine UT1=0, iar pe sarcină URS=U1. Condensatorul C se încarcă prin R și T1 la tensiunea U1 cu polaritatea fără paranteze. În momentul t2, când se dorește conectarea sarcinii de la tensiunea U1, se comandă să conducă tiristorul T2. Tensiunea UC polarizează invers tiristorul T1 pe care-l blochează. În primul moment tensiunea la bornele sarcinii este. În continuare condensatorul
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
sarcinii de la tensiunea U1, se comandă să conducă tiristorul T2. Tensiunea UC polarizează invers tiristorul T1 pe care-l blochează. În primul moment tensiunea la bornele sarcinii este. În continuare condensatorul C se descarcă și reîncarcă către tensiunea U1, cu polaritatea din paranteze, pe circuitul RS, T2, tensiunea la bornele sale variind după legea Timpul de polarizare inversă a tiristorului principal, ti, se va determina din condiția anulării tensiunii pe condensator la acest moment, adică. Pentru comutarea inversă sigură a tiristorului
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
când prezintă o rezistență foarte mare, fie în conducție, când prezintă o rezistență mică. Spre deosebire de tiristor, triacul permite circulația curentului în ambele sensuri. Intrarea în conducție a sa se face prin aplicarea unui semnal de comandă poartă catod de orice polaritate. Comutarea inversă a triacului se face la anularea curentului ce-l străbate. Dacă schema de comandă a triacului produce la ieșire impulsuri de o singură polaritate, este preferabil din punct de vedere al sensibilității de comandă (curent de poartă necesar
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
a sa se face prin aplicarea unui semnal de comandă poartă catod de orice polaritate. Comutarea inversă a triacului se face la anularea curentului ce-l străbate. Dacă schema de comandă a triacului produce la ieșire impulsuri de o singură polaritate, este preferabil din punct de vedere al sensibilității de comandă (curent de poartă necesar / curent anodic) ca poarta să aibă un potențial negativ față de catod. Întrucât triacul este un dispozitiv bidirecțional, el trebuie comandat cu câte un impuls în fiecare
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
mare și pentru a compensa tensiunea de bază-emitor a lui Q10. Presupunem că tensiunea uC la bornele condensatorului C trece prin zero. Dioda D8 devine polarizată invers și se blochează, iar circuitul nu mai este alimentat. Condensatorul CG încărcat cu polaritatea din figură în semialternanța anterioară, se descarcă prin Q4 (care primește curent de bază de la CG prin R1, R2) până la 0.6V. Formele de undă ale tensiunii la bornele diodei Z1 și condensatorului CG sunt date în figura 18.4
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
impulsul U5 cu care se comandă triacul Tc. Prin variația tensiunii Ucom se modifică deci unghiul de comnda α al triacului. La conectarea sarcinii, comutatorul K, din blocul GTLV2, se va găsi pe poziția 2. Condensatorul C2 este încărcat cu polaritatea din figură la tensiunea Ec și se va descărca liniar în timp pe circuitul T7, R10, întrucât. Tranzistorul T9 se gasește într-un montaj repetor pe emitor, asigurând pe rezistența R8 o tensiune Ucom1≈UC2. Momentul apariției impulsurilor de comandă
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
stingere automată În figura 21.2 este prezentată schema chopperul cu stingere automată, iar în figura 21.3 sunt redate formele de undă ale celor mai importante mărimi care intervin în funcționare. La alimentarea montajului condensatorul C se încarcă cu polaritatea fără paranteze prin D1, RS, LS la tensiunea U1. La momentul de timp t1 se comandă tiristorul Tp și după aprinderea sa U2=U1. Prin tiristorul în conducție se va forma circuitul oscilant LC iar curentul prin condensator este. In
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
condensator este. In intervalul de timp de la t1 la t2 energia înmagazinată în capacitate se transferă pe inductorul L și in momentul în care curentul iC atinge valoarea maximă tensiunea pe condensator se anulează. In continuare iC scade se inversează polaritatea tensiunii pe condensator și energia înmagazinată de inductor se transferă din nou pe capacitate. La momentul de timp t2, deci după perioada , curentul prin condensator se anulează. In acest moment tensiunea pe condensatorul C cu polaritatea din paranteze este U1
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
iC scade se inversează polaritatea tensiunii pe condensator și energia înmagazinată de inductor se transferă din nou pe capacitate. La momentul de timp t2, deci după perioada , curentul prin condensator se anulează. In acest moment tensiunea pe condensatorul C cu polaritatea din paranteze este U1, iar curentul iC devine negativ(schimbă sensul), prin tiristor de această dată va circula curentul iS-iC. Cu originea de timp la momentul t2 avem. La momentul de timp t3 când valoarea curentului prin condensator iC atinge
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
valoarea U1, se deschide dioda D și într-un timp foarte scurt curentul prin condensator se anulează. Inductorul L mai menține încă un pic curentul prin circuit și în final tensiunea pe condensator devine mai mare ca U1 și are polaritate fără paranteze. Dioda D1 evită descărcarea condensatorului C prin tensiunea U1 și D. Acest surplus de tensiune dispare datorită pierderilor atunci când se face inversarea polarității tensiunii pe condensator. Circuitul prezintă două dezavantaje și anume: singurul procedeu de modificarea a valorii
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]