Стабілізатори постійної напруги з імпульсними і квазірезонансними регулюючими елементами - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИРобота виконана на кафедрі "Промислова електроніка" Чернігівського технологічного інституту (м. Кандидат технічних наук, доцент Смірнов Володимир Сергійович, Міністерство освіти України, головний спеціаліст Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти України, кафедра теоретичних основ електротехніки Захист відбудеться "_22___" _грудня_”_ 1998 р. о 14___ годині на засіданні спеціалізованої Вченої ради Д 26.187.01 в Інституті електродинаміки НАН України за адресою: 252680? м.Враховуючи роль силової електроніки в енергозабезпеченні електронних пристроїв, звязаних з обробкою і передачею інформації, з управлінням технологічними процесами і електроприводами, фахівці постійно відмічають необхідність підвищення їх техніко-економічних характеристик: енергетичних, питомих, вартісних. Сучасний рівень елементної бази силової електроніки - потужних повністю керованих напівпровідникових приладів, магнітних матеріалів, конденсаторів - дозволяє розробляти малогабаритні та надійні ключі в інтегральнім виконанні, які працюють в мегагерцовому частотному діапазоні і тоді в якості фільтруючих ланок виступають паразитні параметри схеми. Реалізація можливостей сучасної елементної бази з метою досягнення оптимальних характеристик стабілізаторів напруги звязана з глибоким вивченням процесів, які протікають в їх енергетичних та інформаційних каналах з урахуванням специфіки режимів енергоперетворювання, управління. Зокрема на високих частотах зростає вплив перешкоджень, а також паразитних параметрів фільтрів на динамічні процеси в стабілізаторі, що примушує шукати нові принципи побудови ключових елементів та ланцюгів зворотного звязку. -встановлено раніше невідомий вплив засобу широтно-імпульсної модуляції на субгармонічну стійкість, який починає проявлятися, коли період комутації ключа сумірний з постійною навантаження, при цьому найменший запас стійкості мають стабілізатори з двосторонньою ШІМ;У вступі дано обгрунтування актуальності та доцільності дисертаційної роботи на основі аналізу сучасного стану питання дослідження та розробки джерел живлення з поліпшеними техніко-економічними характеристиками. У першому розділі одержані передаточні функції широтно-імпульсного перетворювача з модуляцією заднього, переднього та двох фронтів імпульсу без традиційного обмеження діапазону зміни скважності нескінченно малою величиною. По результатах аналізу проходження симетричної складової вихідної напруги перетворювача крізь неперервну частину системи, одержані вирази для знаходження фактора пульсацій системи з інтегральним регулятором для трьох випадків ШІМ. 1, де крива 1 відповідає ШІМ заднього, крива 2 - переднього фронтів, крива 3 відповідає двосторонній ШІМ. На основі одержаних передаточних функціях перетворювача виконано синтез коректуючих ланцюгів двоконтурного стабілізатора для робочого діапазону зміни скважності.В результаті аналізу електромагнітних процесів знайдені такі особливості КРІП-ПНС як ланки системи авторегулювання: на першому комутаційному інтервалі КРІП-ПНС вносить в процес управління чисте запізнення, визначене часом закривання зворотного діоду; Включення КРІП-ПНС в замкнуту систему в якості силового регулюючого елемента допускає, що його статичні коефіцієнти підсилення по керуючому і збурюючому діям відомі. Необхідну інформацію про це можна одержати, аналізуючи зовнішню, регулювальну та пульсаційну характеристики КРІП-ПНС. За результатами аналізу процесів в КРІП-ПНС одержане різничне рівняння розімкнутої системи, яке вирішено методом z-перетворювання відносно струму навантаження. Із регулюючих та зовнішніх характеристик КРІП-ПНС видно, що при скиданні навантаження його вихідна напруга зростає.Оскільки стабілізатори працюють в широкому частотному діапазоні, то зміна частоти робить помітним вплив на область їх стійкості місця розташування амплітудно-фазо-частотної характеристики неперервної частини на комплексній площині. Якщо вона знаходиться в нижній половині площини, то наявність імпульсного елемента визначає наявність гранічного, за змістом стійкості, коефіцієнту підсилення системи на частоті основної субгармоніки. Дослідження стійкості виконано в одноконтурних схемах з врахуванням специфіки зовнішньої, регулюючої характеристик і паразитних параметрів навантаження. Міжвиткова ємкість дроселя фільтра при зміні частоти до значення паразитної резонансної підвищує критичний коефіцієнт підсилення системи. Опір активних втрат конденсатора фільтра з ростом частоти збільшується, що приводить до зниження критичного коефіцієнту підсилення системи.У дисертаційній роботі розроблені основні положення теорії стабілізаторів постійної напруги з КРІП-ПНС, які відрізняються від існуючих стабілізаторів кращими енергетичними, питомими характеристиками та меншим впливом на мережу.

Основний зміст роботи