КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Push-дръпнете верига и основа за тяхното изчисляване




Timing диаграми

Когато изберете схема на строителство на импулсна дизайнер захранване се ръководи преди всичко от очакваните размери и лекотата на схема дизайн. Мрежови източници, които се хранят на натоварването на ниска мощност (100-150 вата), вградени в достатъчно височина оборудване, по-добре се изгради схема на един цокъл муха-назад. За стабилизаторите, които не изискват галванично разделяне на товара от електрическата мрежа, се използва хеликоптер верига. Когато захранва от батерии клетки или батерии, можете да използвате бустер верига. Въпреки това, ситуацията не може да се изключи, която е вписана в конвертори и не могат да се използват стабилизатори.

В първия случай - устройство захранва от електрическата мрежа, има ограничени размери (например, в корпуса на уреда, не е възможно да се постави голям достатъчно натрупване трансформатор резервоар Flea-конвертор).

Вторият случай - - консумацията на енергия на устройството е повече от 150 ... 200W.

Третият случай - отделните части на устройството са необходими допълнителни захранващи вериги, галванично изолирани от останалата част на веригата.

Във всички тези случаи е необходимо да се развиват така наречените лицеви издърпайте конвертор вериги, които са галванично изолирани първични и вторични вериги. Най-често сред инсулт преобразуватели имам три схеми: двуфазен лицеви обединяване (лицеви издърпайте), полу-мост (полу-мост) и мостови (пълен мост). Предимството на тези схеми е, че възложителят може лесно да влиза в дизайна ако стабилизиране изисква изходното напрежение единица, или да го изостави. В първия случай, преобразувателят ще бъде висок клас захранване, които могат да бъдат свързани към всяко натоварване. Във втория случай тя ще се превърне просто предавател на електрическа енергия, което изисква допълнителна стабилизация на изхода. В някои случаи, един прост конвертор е доста доволни от разработчика. Тъй като и трите схеми инсулт конвертори имат много сходства, ние ще разкажа за тях в същата глава, като се фокусира върху индивидуалните характеристики и сравнителен анализ.

Push-схемата за обединяване двуфазен


Фиг. 14.1. Basic лицеви издърпайте лицеви издърпайте конвертор верига

Тази схема (фиг. 14.1) се състои от два основни елемента, които се използват като мощно биполярни или полеви транзистор. В трансформатор Тр има първична и вторична намотка разделена на poluobmotki. До средата на първичната намотка е свързан към изхода на захранващия блок. Втори контур е двуфазна пълен вълна токоизправител VD1, VD2, и пулсации филтър (в тази схема, на филтърния елемент е кондензатор C е).



В първия цикъл, както е показано на фиг. 14.2, л е затворен, TL2 отворен, токът протича през poluobmotke 1.1 и се трансформира в poluobmotku 2.1. VD1 диод е отворен и провежда ток и 2.1, зареждане на кондензатор Sf. Във втория цикъл, показан на фиг. 14.3 ключ Kl.l отваря и затваря ключовата TL2. Съответно ток протича през I 1.2
poluobmotke 1.2 и се трансформира в poluobmotku 2.2. VD1 диод заключена, VD2 диод провежда ток I 2 2, зарежда кондензатор C F на.

По този начин трансферът на енергия към товара случва по време на двата цикъла.


За достъп до параметрите на реални схеми, ние първо се предположи, че ние, независимо от това, има възможност за идеални елементи. Това означава, че транзисторите да преминат веднага, няма обратни диоди възстановяване, първичната намотка има много голяма стойност на индуктивността на намагнитване (съгласно еквивалент верига). При тези условия се определи зависимостта на изходното напрежение на входа е проста. Напрежението на първичната намотка се трансформира до вторичната намотка на коефициента на трансформация без загуби с:

Следователно:


съотношение Transformation п л и н 2 се смята, че подобно, освен това, изравняване на броя на навивките на първичната и вторичната poluobmotok:


Напрежението на първичната намотка в ключов затворен режим (без да обръща внимание на напрежението на клавиша за захранване):


Тъй като веригата е конструиран с пълен вълна поправка на изхода, съотношението между захранващото напрежение и напрежението на товара:


Докато ние не сме напълно ясно как можете да въведете корекцията на напрежението на товара. Поради това е необходимо да се припомни, режима на работа и да го удължи до лицеви издърпайте веригата. Нека се опитаме да разберем какво ще се случи, ако ние ограничаваме контролните импулси, както е показано на фиг. 14.4. Коефициентът на запълване в случай на лицеви издърпайте веригата се определя по същия начин, както за единичен цикъл:

където γ - съотношението на отворено състояние на един ключ за превключване на период от време.


Фиг. 14.4. По дефиниция, фактор на запълване


В този случай, ние определяме режима на работа за една ръка на лицеви издърпайте веригата. , Определяне на средната стойност на товарния ток, като се има предвид, че прехвърлянето на енергия се извършва по време на двата цикъла половина, което означава, че средните стойности на напрежението от един такт, за да се удвоят:

Фиг. 14.5. Графики, илюстриращи операция лицеви обединяване Конвертор на веригата

Така регулиране γ в диапазона от 0 до 0.5, може да бъде линейно регулиране на напрежението в товара. В действителния случай верига vkoem не трябва да бъде позволено да карам работил с γ = 0,5. Типична стойност γ не трябва да надвишава 0.4 ... 0.45. Факт е, че елементите, използвани не могат да имат идеалните качества. Както е известно, първата намотка има ограничен индуктивност L μ, който съхранява енергия:


Максимален ток и ц, както е показано в таблицата, се определя от отношението (фигура 14.7.):


При отваряне TL1 съхранява в магнитната енергия има тенденция да подкрепят ток. Ако веригата не е защитен диод VDP 2 е показано на фиг. 14.6 на TL2 изглежда, че хвърлят отрицателно напрежение. Способността на биполярни транзистори да издържат отрицателни пикове на напрежението е малък (няколко волта), така че токът освобождаване и ц трябва да бъде затворена чрез VDP 2 диод. Diode почти "на късо" затваря ликвидация со 2 2 бързо освобождава L μ (фиг. 14.8). Ако разтоварването се освобождава топлинна енергия, които могат да бъдат взети предвид чрез следната зависимост:


Фиг. 14.6. Чрез превключване Обяснява

процесите в реалната схема на пуш-пул


Конвертор на фиг. 14.7. Определяне на намагнитване ток

Фиг. 14.8. Място намагнитване индуктивност

Когато лицеви-обединяване на битови конверторни диоди са включени последователно. Също така трябва да се забравя, че в транзистори MOSFET и транзистор IGBT някои от тези диоди са вече там, така че да се въведат допълнителни елементи не е необходимо.

Вторият Проблемът е свързан с края на времето за възстановяване изправителни диоди. Представете си, че в началния път VD1 диод провежда ток. Области на действие на ЕМП са показани на схема "А" (фиг. 14.9).


Фиг. 14.9. Обяснение на ефекта на крайния токоизправител възстановяване диоди време


При включване на транзистора VT1 EMF сменя посоката (Диаграма "б"), се отваря диод VD2. В същото време диод VD1 не може да се затвори мигновено. Ето защо, вторичната намотка е късо диод двойка VD1-VD2, което причинява токовите пикове в ключов елемент (това може ясно да се види в еквивалентната схема на трансформатора). Формата на първичния ток в наслагване парцела когато Y = 0.5 е същата, както е показано на фиг. 14.10.

Фиг. 14.10. Естеството на токов трансформатор намотките в случай на идеални и реални изправителни диоди

За да се избегне превключване на емисиите е необходимо, първо, да се въведе пауза между затваряне и отваряне TL2 TL1 при не по-малко от два пъти времето за възстановяване на TGG диод обратната. На второ място, ако е възможно, по-добре е да се откаже от конвенционалните диоди и Шотки диоди, за да използвате.

Напрежението в затворен ключ транзистор съставена от захранващото напрежение U н и EMF poluobmotki първичната, която в момента е отворен. Тъй като съотношението на завъртанията на намотките е равно на 1 (намотка със същия брой навивки), над напрежение на ключ транзистор достигне 2 U п. Затова избора на транзистора, трябва да се обърне внимание на допустимото напрежение между неговите захранващи електроди. Също така трябва да се има предвид, че е направена текущата ключа на транзистора нагоре на DC натоварване, преизчислена в първичната верига, и линейно увеличаване на текущата намагнитване на първична индукция. Токът е с трапецовидна форма.

При определяне на максималния коефициент пълнене при полеви транзистори, които са включени достатъчно бързо, трябва да се ръководи от стойността на забавяне на диоди обратна възстановяване. Периодът от време, през което е забранено преминаването:

Δt задник = дватона RR.


Изменение фактор на запълване:


Максимален работен:


При използване на биполярни транзистори и IGBT транзистори най-високата възможна фактор пълнене се намалява чрез изключване и попадат пъти на тези транзистори, както и характерната "опашката":

Опитът показва, че един работен цикъл не надвишава 0.45 в случай на полезно ^.


Какво друго е различна от реалната схема на идеала? Open съпротивление на диод и транзистор ключ, различен от нула. Разглеждане на напрежението на тези елементи (и коригирани за преобразуване съотношение) може да бъде, както е показано на фиг. 14.11.

Фиг. 14.11. Отчитане на паразитни параметри платки

а) изправителни диоди: в отворено състояние на диода пада средно 0.7 .1,0 .. The (стандартен диод) или 0.5. В ..0,6 (Шотки диод);

б) Ключови транзистори, ако се използва като ключов транзистор или биполярен транзистор IGBT, по начина, по който ще паднат Uke напрежение (насищане). Типична стойност на напрежението насищане - 0.2. ..0,5 Б. За MOSFET напрежение е необходимо да се изчисли:


Предварително изчисляване на основните параметри на веригата лицеви обединяване преобразувател трябва да се определи съотношението трансформация п, и цялостна мощност на трансформатора. Ние открихме, че:

В противен случай (включително капка напрежение в превключвателите и изправителни диоди)


където - Минималната възможно захранващото напрежение (избран в началото на развитието).

Например, ако конвертора е проектирана с захранван с батерии, тъй като това може да отнеме известно напрежение стойност на напрежението, измерена на клемите на акумулатора в края на живота.


Необходимо е също така да се определи минималната стойност на коефициента на запълване γ минути, въз основа на максималната стойност на захранващото напрежение (изисква тази опция при определяне параметрите на изглаждане филтър изход):


Сега можете да отидете до определянето на общия капацитет на трансформатора, който се изчислява като половината от сумата от мощността, предавана към първичната намотка и вторичните намотки, произведени с. В случай на обща две намотка силов трансформатор може да се дефинира като сума на товароносимостта и силата, изразходвано от контролната верига (ако предавателят е конструиран така, че веригата за управление се захранва от същия трансформатора):


Избор на магнитопровода на трансформатор се извършва съгласно формула за общата мощност, получена в секция "Как трансформатор." Според тази формула, ние трябва да определи продукт SS 0. Имайте предвид, че за двутактов тороидални трансформатори използват магнитни ядра за предпочитане, защото трансформатори навити върху тях, най-компактните получава. Така общата мощност на трансформатора, зарастване на магнитен основни специфични размери:

където η Tr - ефективност трансформатор (типична стойност 0.95 ... 0.97) Предприемачът трябва да има условие:


Броят на навивките на първичната poluobmotki може да се намери по следната формула, която е форма на писане на закона за електромагнитната индукция:


Броят на завъртанията на вторичния poluobmotki:


След това е необходимо, за да изберете от диаметъра на проводника, за да проверите за пълнене на кутията на мед. Ако съотношението е над 0.5 и ще трябва да се магнитно ядро с голяма стойност на S 0 и се преброят на завои.

Определя трансформатор прегряване температура може да бъде, както следва:


където Δ E п - - прегряване (T N = T с + Δ T N);

И т.н. - температурата на трансформатора;

P N - общата загуба на топлина (на активното съпротивление на намотката и магнитната верига);

OHL S - външна повърхност на трансформатора;

α-- коефициент на топлопреминаване (α = 1,2 • 10 -3 W / cm 2 • ° C).

След изчисляване на трансформатора трябва да извърши подбор на компонентите на захранването на допустимите стойности на токове и напрежения, ако е необходимо, за да се улесни термичен режим с радиатора.

Много важен въпрос, който сега трябва да се помисли - е изборът на режим ключ схема за управление на мощността на двутактов. Не толкова отдавна всички тези схеми трябва да бъде проектирана с отделни компоненти, които са довели до по-скоро тромави и не много надеждни решения. Microassemblages, използвани за управление на схемите за SE противо- стабилизатори и инвертори, не са директно подходящи за използване в лицеви издърпайте веригата, като необходимостта да има две paraphase изход контролирани от един генератор. В допълнение, чипът трябва да включва специално звено за ограничаване гарантирана, за да се предотвратят аварии и през настоящата. За предпочитане е наличието на допълнителни входове прекъсвач. Напоследък са разработени голям брой специализирани чипове, които вече почти всички необходими компоненти.

Широко се използва за контрол на звената за захранване на IBM-PC вид компютърен чип TL494 (произведен от Texas Instruments, има вътрешен аналог KR1114EU1), описани подробно в наличната книга [54]. Като пример, помислете за не по-малко интересен чип SA1524 [53], произведен от Intersil. Този чип съдържа в структурата на веригата за управление, контролни функции правилно, когато захранват 8-40 V. Тя може да се използва като част от схеми за стабилизатори и инвертори, описани в тази книга.

Основните компоненти чип (Фигура 14.12.):

• температурна компенсация референтен източник на напрежение 5;

• точно RC-осцилатор;

• грешка усилвател (разликата между желаната напрежение натоварване и действителното напрежение на изхода на стабилизатора);

• основни схеми транзистори контрол за сравнение;

• текущата усилвател за сигнал за грешка в първи контур;


• етап лицеви издърпайте изход, построен на бързи биполярни транзистори;

• Дистанционно управление схема за включване / изключване.

Фиг. 14.12. Функционално SA1524 чип компоненти фирма Intersil

контрол на импулса (WIDE) се счита от нас в главата за хеликоптер верига стабилизатор. В този случай, WIDE веригата работи по същия начин. Единствената функция на спусъка и логика верига, която "насочват" контролни импулси редувайки ги насочват по пътя (Sa транзистор), а след това от друга (Sb транзистора). Спусъкът е синхронизирано с генератора на главния часовник. Тактови импулси имат определена продължителност, която служи за организиране на защитните паузите между изключване на транзистора мощност и втора смяна. По този начин, съотношението дълг у макс не може да бъде по-голяма от 0,45 (общо време от двата изхода на паузата е 10%). Pause време (мъртво време) може да се регулира, като изберете подходящ деноминация времето кондензатор Cm. работната честота на генератор, се дава чрез RT и ул (изборът на елементите, показани на фиг. 14.13, се извършва от графиката на фиг. 14,14). Може да се отбележи, че осезаема стойност на времето за пауза се получават за големи деноминации капацитет чл. Ако вече са избрани от време за определяне на елементите верига, на "мъртвото време" може да се регулира в границите от 0.5 ... 5.0 микросекунди кондензатор Cd свързан към терминала 3, както е показано на фиг. 14.15. Стойността на този кондензатор е в обхвата от 100 ... 1000 PF. Въпреки това, такава схема разработчиците препоръчват използването на само в краен случай.


Фиг. 14.13. Елементи chastotozada-водач верига Фиг. 14.14. График изберете елементи от времето верига

Друг метод за регулиране мъртъв път е да се ограничи степента на грешка напрежение усилвател (фиг. 14,16).

усилвателя за грешка (пинове 1, 2, 9) е с печалба от 80 децибела (10000) и може да бъде намалена до желаната стойност, като се включи резистор R L между пинове 1 (2) и 9 (в зависимост от това дали превключване пряко или инвертор верига използва разработчик импулсен източник). Unity печалба честота на грешка усилвател F на - 3 MHz. Разработчиците чип бележка, че усилвателя за грешка не се покрива от веригата за обратна връзка, така наречената поле функция трансфер при 250 Hz

(Фазовата разлика между входа и на изходния сигнал на тази честота е 45 градуса). Прътът може ясно да се види от графиката (фиг. 14,18). Това е още една причина, поради която не може да се използва усилвател без обратна връзка верига е показано на фиг. 14.17.


Фиг. 14.15. Един допълнителен кондензатор на Q, уреждаща "мъртвото време" (а), както и график за избор на нейната номинална стойност (б)

Фиг. 14.16. процес мъртъв за сверяване на часовника чрез ограничаване на размера на усилвателя за грешка напрежение

Фиг. 14.17. грешка Обратна връзка усилвател

Източник без обратна връзка може да се превърне в генератор. За да се премахне възможността за самостоятелно възбуждане, тя препоръчва подход, се свържете с коригиращи верига заключение 9, както е показано инча Фиг. 14.19.



Фиг. 14.18. APFC грешка усилвател фиг. 14.19. Коригиране на веригата, което премахва самостоятелно възбуждане

SA1524 чип параметри:

• Захранващо напрежение 8 ... 40 V;

• максимална честота на осцилатора - 300 кХц;

• изходното напрежение нестабилност - не повече от 1%;

• Температура на нестабилност - не повече от 2%;

• St Капацитет Range - 0,001 ... 0.1 UF;

• Устойчивост гама стайна температура - 1,8 ... 120 кВт;

• въвеждане компенсира усилвател грешка - 0,5 СрН;

• входен ток на усилвателя за грешка - 1 МА;

• максимално напрежение "колектор-емитер" транзистори Sa и Sb -40B;

• предварително подсигуряване се задейства, когато текущата консумация чип 100 mA;

• времето за нарастване на колектор ток на транзистора Sa и Sb -0,2 MS;

• по време на настоящите спад колекторни транзистори Sa и Sb - 0,1 микросекунди.

Устройството също така разполага с външен вход контрол (пин 10). Trip се случва, когато предлагането на високо равнище (номинален ток от 0.2 mA).

Ще се върнем към чип SA1524 в практическото развитие на пилотния лицеви обединяване преобразувател, и сега разгледаме новата серия на ниска мощност интегрирани източници, построен на схемата за лицеви обединяване. Необходимостта от ниска мощност на предавателя се появява, когато трябва да се получи източник на напрежение, което не разполага с галванична връзка с останалата част на схемата. Например, за цифрово предаване на дългите линии на информационни устройства изискват такива източници. Смущения, предизвикана в дълга линия, могат да навредят на предаване и приемане на устройствата, така че връзката развърза чрез съвпадение трансформатори или оптоелектронни устройства. Активни прекратяване линейни устройства изискват енергия.

Вторият пример е използването на галванично изолирани източници много по-близо до обекта на книгата. По-късно, ние ще разгледа т.нар фърмуера метода на контрол лицеви издърпайте. Ние ще видим, че в тази схема, имате нужда от източник, галванично изолирани от общия проводник. В динамичен режим, тази функция ще бъде като, може успешно да се управлява кондензатор. Но в статичен режим, без да е нормална мощност е незаменим. Съвсем наскоро, този проблем е решен с помощта повече; намотка на трансформатора мощност, което със сигурност не е помогнал да се намали размера на веригата. Появата на миниатюрни датчици елегантно решен този проблем [55].

Например, анализира устройство чип DCP0115 компанията] Burr-Brown [56], при което функционалните звена, показани на фиг. 14.20 и вид - на фиг. 14.21. Като част от веригата има висока честота генератор и етап лицеви издърпайте работи; с честота от 400 кХц. Чрез силата етап свързан миниатюрен трансформатор, който, обаче, осигурява капацитет от 1 W на натоварване (изходното напрежение при 15 V). Има и мек старт верига и блокировка верига в случай на прегряване с възможност за възстановяване от повреда. Синхронизиране на заключения "(синхронизация в, синхронизира се) се използват, когато чипа работи съвместно с други импулсни източници наличните в устройството. Sync избягва честота побой и намали излъчена намеса. Microsources DIP оформени в корпуса 14.