1,167 matches
-
cu formă de undă în dinți de ferestrău și când aceasta este mai mare decât valoarea dintelui de ferestrău, ieșirea comparatorului este în ”1 ”logic, și comutatorul este comandat în poziția ON. Iar când comparatorul este în starea ”0”logic, comutatorul este deschis(OFF state). Dacă tensiunea de ieșire tinde să 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
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
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 parametri
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
utilizate eficient și în cadru altor tipuri de convertoare. Circuitul conține: o sursă de tensiune de referință compensată termic, un oscilatorul pe frecvență fixă de 72kHz, construit cu componente interne. Circuitul este prevăzut să asigure protecție cu limitarea curentului prin comutator la fiecare ciclu de oscilație, blocare la tensiune mică (cu histerezis) la intrare și stingere automată la temperaturi mari. De asemenea este prevăzut un regim de lucru de tip stand-by, în care curentul de alimentare este limitat la 36µA. Curentul
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
ciclu de oscilație, blocare la tensiune mică (cu histerezis) la intrare și stingere automată la temperaturi mari. De asemenea este prevăzut un regim de lucru de tip stand-by, în care curentul de alimentare este limitat la 36µA. Curentul maxim prin comutator este 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
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
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 crește pe
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
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 crește pe durata de conducție a acestuia. Imediat ce se detectează un supracurent, tranzistorul se
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
Convertorul ridicător, de asemenea cunoscut ca și convertorul boost (stepup), este un convertor care lucrează în comutație furnizând pe sarcină o tensiune constantă și de valoare superioară celei de alimentare. Asemenea convertorului buck, convertorul boost conține cinci componente de bază: comutatorul S implementat cu un dispozitiv semiconductor de putere, o diodă de comutație, o inductanță, o capacitate și un controler PWM. Circuitul de bază este prezentat în figura 11.1. Când comutatorul S este închis (tranzistor saturat-ON), curentul iL prin inductanță
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
convertorului buck, convertorul boost conține cinci componente de bază: comutatorul S implementat cu un dispozitiv semiconductor de putere, o diodă de comutație, o inductanță, o capacitate și un controler PWM. Circuitul de bază este prezentat în figura 11.1. Când comutatorul S este închis (tranzistor saturat-ON), curentul iL prin inductanță crește, crescând concomitent și energia înmagazinată în aceasta. Când comutatorul S este deschis(tranzistor blocat-OFF), curentul din inductanța L continuă să circule prin dioda D, R, C și înapoi spre sursă
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
diodă de comutație, o inductanță, o capacitate și un controler PWM. Circuitul de bază este prezentat în figura 11.1. Când comutatorul S este închis (tranzistor saturat-ON), curentul iL prin inductanță crește, crescând concomitent și energia înmagazinată în aceasta. Când comutatorul S este deschis(tranzistor blocat-OFF), curentul din inductanța L continuă să circule prin dioda D, R, C și înapoi spre sursă. Energia din inductor este descărcată pe sarcină prin dioda D. Dioda este polarizată direct, deci, terminalul inductanței conectată la
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
cu tensiunea de intrare plus tensiunea generată de inductanță, adică: tensiunea de ieșire este mai mare decât cea de intrare. De aici provenind si denumirea convertorului de ridicător. Inductorul se comportă ca o ,,pompă’’, care absoarbe energia de la sursă când comutatorul S este închis, și o transferă spre rețeaua RC când comutatorul S este deschis. Când comutatorul S este închis, dioda D nu conduce, iar capacitatea C menține tensiunea de ieșire constantă. Circuitele echivalente date de starea comutatorului S, sunt prezentate
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
de ieșire este mai mare decât cea de intrare. De aici provenind si denumirea convertorului de ridicător. Inductorul se comportă ca o ,,pompă’’, care absoarbe energia de la sursă când comutatorul S este închis, și o transferă spre rețeaua RC când comutatorul S este deschis. Când comutatorul S este închis, dioda D nu conduce, iar capacitatea C menține tensiunea de ieșire constantă. Circuitele echivalente date de starea comutatorului S, sunt prezentate în figura 11.2. Atâta timp cât constanta de timp RC este mult
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
decât cea de intrare. De aici provenind si denumirea convertorului de ridicător. Inductorul se comportă ca o ,,pompă’’, care absoarbe energia de la sursă când comutatorul S este închis, și o transferă spre rețeaua RC când comutatorul S este deschis. Când comutatorul S este închis, dioda D nu conduce, iar capacitatea C menține tensiunea de ieșire constantă. Circuitele echivalente date de starea comutatorului S, sunt prezentate în figura 11.2. Atâta timp cât constanta de timp RC este mult mai mare decât durata de
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
de la sursă când comutatorul S este închis, și o transferă spre rețeaua RC când comutatorul S este deschis. Când comutatorul S este închis, dioda D nu conduce, iar capacitatea C menține tensiunea de ieșire constantă. Circuitele echivalente date de starea comutatorului S, sunt prezentate în figura 11.2. Atâta timp cât constanta de timp RC este mult mai mare decât durata de timp cât comutatorul S este închis, tensiunea de ieșire va rămâne aproximativ constantă. Formele de undă ale tensiunii și curentului prin
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
închis, dioda D nu conduce, iar capacitatea C menține tensiunea de ieșire constantă. Circuitele echivalente date de starea comutatorului S, sunt prezentate în figura 11.2. Atâta timp cât constanta de timp RC este mult mai mare decât durata de timp cât comutatorul S este închis, tensiunea de ieșire va rămâne aproximativ constantă. Formele de undă ale tensiunii și curentului prin inductanța L sunt prezentate în figura 11.3. Când comutatorul S este închis(ON), tensiunea de intrare este conectată în paralel cu
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
de timp RC este mult mai mare decât durata de timp cât comutatorul S este închis, tensiunea de ieșire va rămâne aproximativ constantă. Formele de undă ale tensiunii și curentului prin inductanța L sunt prezentate în figura 11.3. Când comutatorul S este închis(ON), tensiunea de intrare este conectată în paralel cu inductorul, aceasta determină creșterea liniară a curentului prin inductanță. Când comutatorul S se deschide(OFF), tensiunea de pe sarcină este suma dintre tensiunea indusă de inductor și tensiunea de
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
Formele de undă ale tensiunii și curentului prin inductanța L sunt prezentate în figura 11.3. Când comutatorul S este închis(ON), tensiunea de intrare este conectată în paralel cu inductorul, aceasta determină creșterea liniară a curentului prin inductanță. Când comutatorul S se deschide(OFF), tensiunea 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
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
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 este egală
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
factorul d se modifică între 0.1 și 0.9. Formele de undă aproximative ale curentului și tensiunii pe condensatorul C sunt prezentate în figura 11.5. Forma de undă a curentului prin capacitate urmărește forma curentului prin inductor când comutatorul este deschis, capacitatea se încarcă, și este negativ datorită descărcării energiei pe sarcină când comutatorul este închis. Tensiunea filtrată pe condensator are un anumit riplu, care este de obicei foarte mic. 11.2. Regimul de conducție discontinuă a convertorului boost
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
curentului și tensiunii pe condensatorul C sunt prezentate în figura 11.5. Forma de undă a curentului prin capacitate urmărește forma curentului prin inductor când comutatorul este deschis, capacitatea se încarcă, și este negativ datorită descărcării energiei pe sarcină când comutatorul este închis. Tensiunea filtrată pe condensator are un anumit riplu, care este de obicei foarte mic. 11.2. Regimul de conducție discontinuă a convertorului boost În figura 11.4. au fost prezentate formele de undă a curentului prin inductanță. Acesta
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
un anumit riplu, care este de obicei foarte mic. 11.2. Regimul de conducție discontinuă a convertorului boost În figura 11.4. au fost prezentate formele de undă a curentului prin inductanță. Acesta sunt liniar crescătoare în starea ON a comutatorului și liniar descrescător pe în starea OFF a comutatorului. În acest caz conducția este continuă deoarece curentul nu se anulează, adică atunci când curentul prin inductanță scade, acesta nu ajunge la zero. Dacă valoarea curent de descărcare este mai mare, aceasta
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
11.2. Regimul de conducție discontinuă a convertorului boost În figura 11.4. au fost prezentate formele de undă a curentului prin inductanță. Acesta sunt liniar crescătoare în starea ON a comutatorului și liniar descrescător pe în starea OFF a comutatorului. În acest caz conducția este continuă deoarece curentul nu se anulează, adică atunci când curentul prin inductanță scade, acesta nu ajunge la zero. Dacă valoarea curent de descărcare este mai mare, aceasta poate ajunge la zero, și atunci se anulează tensiunea
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
bloca la anularea curentului, inductanța este deconectată, iar sarcina se alimentează din condensatorul de ieșire. Acesta este regimul de conducție discontinuă. Formele de undă pentru acest regim de funcționare sunt prezentate în figura 11.6 Pe durata de timp d1T comutatorul este închis(ON), curentul prin inductor crește. Pe durata (1-d1)T comutatorul este blocat(OFF), curentul prin inductor scade, dar acesta scade pe durata d2T, după care este nul, deci și tensiunea pe inductanță în continuare este nulă. Pentru regimul
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
condensatorul de ieșire. Acesta este regimul de conducție discontinuă. Formele de undă pentru acest regim de funcționare sunt prezentate în figura 11.6 Pe durata de timp d1T comutatorul este închis(ON), curentul prin inductor crește. Pe durata (1-d1)T comutatorul este blocat(OFF), curentul prin inductor scade, dar acesta scade pe durata d2T, după care este nul, deci și tensiunea pe inductanță în continuare este nulă. Pentru regimul de conducție discontinuă se poate scrie. Iar caracteristica de reglaj devine: În
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
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 este prezentat circuitul propus de Motorola, pentru un convertor boost cu corecția factorului de putere realizat cu MC34262 de 450W. Amplificatorul de eroare, cu acces pe
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]
-
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 serie cu unul ridicător format din Q2 și D2
Aplicaţii în electronica de putere by Ovidiu Ursaru, Cristian Aghion, Mihai Lucanu () [Corola-publishinghouse/Science/311_a_653]