Спосіб регулювання вихідних параметрів послідовно-резонансного перетворювача постійної напруги

Спосіб регулювання вихідних параметрів послідовно-резонансного перетворювача постійної напруги, за яким напругу інвертують на транзисто 3 65447 мості та згладжуванням на фільтруючих елементах, регулювання вихідних параметрів послідовнорезонансного перетворювача постійної напруги здійснюють шляхом зміни частоти комутації силових вентилів, при чому, згідно з пропозицією, комутацію здійснюють таким чином, що протягом першої фази перетворення до резонансного контуру прикладають алгебраїчну суму ЕРС джерела та навантаження, а протягом другої - виключно ЕРС джерела живлення. При застосуванні частотного способу для регулювання вихідних параметрів ПРП півперіод перетворення розбивається на дві фази, які умовно позначимо Fr (forward) та Rv (reverse). Протягом першої з них енергія передається від джерела живлення до навантаження через резонансний контур, протягом другої, згідно з пропозицією, навантаження не приймає участі в енергообміні, енергія накопичується в резонансному контурі. В наступному півперіоді в навантаження буде передаватись сумарна енергія резонансного контуру та джерела живлення. Це дозволяє підвищувати напругу на виході ПРП. На фіг.1 подано блок-схему перетворювальної системи на основі ПРП постійного струму із мікроконтролерною системою управління, на фіг. 2 часові діаграми струмів та напруг, які ілюструють роботу перетворювача. ПРП із частотним способом регулювання вихідних параметрів у загальному вигляді може бути поданий як сукупність джерела ЕРС 1, підключеного до з керованого транзисторного моста інвертора 2, що складається з МОП-транзисторів із зворотніми діодами 3, 4, 5, 6, резонансного контура, 4 сформованого послідовним з'єднанням резонансної індуктивності 7 та резонансної ємності 8, підключеного послідовно до транзисторних мостів інвертора 2 та випрямляча 9, який складається з МОП-транзисторів 10, 11, 12, 13, фільтруючої ємності 14 та навантаження 15, з'єднаних паралельно, датчика напруги на навантаженні 16 та системи управління, яка містить ПІД-регулятор 17 та мікроконтролер 18. Для експериментального пристрою обраний керуючий мікроконтролер АТМеgа16 сімейства AVR фірми Atmel, в мостах застосовані силові МОП-транзистори типу KA5L0380R із драйверами в інтегральному виконанні, силові діоди КД29981, резонансна ємність набрана з силових конденсаторів КВИ-3. Аналоговий ПІД-регулятор зібрано на операційному підсилювачі К553УД2. Запропонований спосіб полягає у тому, що постійну напругу, яка подається від джерела 1 інвертують на транзисторному мості 2 із підключеним послідовно резонансним контуром, утвореним послідовним з'єднанням резонансної індуктивності 7 та ємності 8, потім випрямляють на діодному мості 9 та згладжують на фільтруючій ємності 14. На аналоговий ПІД-регулятор 17 поступають сигнали уставки напруги uупр та реальної напруги на навантаженні 15 uн від датчика 16. На виході регулятора формується величина upег, яка відповідає необхідній частоті комутації силових транзисторів мостів 2 та 9. Мікроконтролер 10 формує керуючі сигнали для груп транзисторів 3-6 та 10-13. Протягом періоду перетворення транзистори комутуються за алгоритмом, визначеним у таблиці 1. Таблиця 1 Відкриті транзистори 3, Fr+ 6, 10, 13 Експериментальний зразок перетворювача із системою управління, побудованою на основі мікроконтролера АТМega16 сімейства AVR, дозволив виконувати комутацію ключів з частотою до 100 кГц та підвищити вихідну напругу в 1,6 рази без урахування коефіцієнта трансформації. На фіг.2 подано часові діаграми струмів та напруг. Як можемо бачити з вищевказаних фігур, коливання 3, Фаза перетворення RvFr6, 10, 11 4, 5, 11, 12 4, 5, Rv+ 10, 11 резонансного струму мають квазісинусоїдальний характер протягом усього періоду перетворення. Таким чином, застосування запропонованого способу регулювання вихідних параметрів ПРП постійної напруги, реалізованого за допомогою мікроконтролерної системи управління, дозволяє використовувати ПРП як підвищуючий перетворювач. 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 65447 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601