Содержание
1. Принцип действия импульсного источника питания
2. Схемы управления импульсными источниками питания
3. Анализ работы обратноходового источника питания
4. Особенности компонентов импульсного источника питания
5. Импульсный источник питания с точки зрения теории автоматического управления
6. Пример расчёта обратноходового источника питания
1. Принцип действия импульсногоисточника питания
В этой главе мы рассмотрим временные характеристики идеальных индуктивностей и конденсаторов, а также дадим обзор идеальных моделей для каждого типа импульсных источников питания. В последующих главах мы поговорим о магнитных, электрических и паразитных свойствах индуктивностей и конденсаторов и их влиянии на расчёт отдельных компонентов.
Основы накопления энергииУравнение (1), выражающее правило Ленца, содержит определение индуктивности. Катушка обладает индуктивностью в один генри, если изменение тока на один ампер за одну секунду производит напряжение на катушке в один вольт:
[pic] (1)
импульсный источник питание управление обратноходовой
Первое следствие уравнения (1) состоит в том, что ток, протекающий через катушкуиндуктивности, не может изменяться мгновенно. Ведь в этом случае на катушке возникло бы бесконечное напряжение. В реальности же такие эффекты, как, например, возникающая при «пробое» контактов электрическая дуга, ограничивают это напряжение очень высоким, но не бесконечным значением. Вторым следствием уравнения (l) является то, что напряжение на катушке индуктивности мгновенно изменяется с положительного наотрицательное при переключении с накопления энергии в индуктивности (производная di/dt положительна) на извлечение энергии из неё (di/dt отрицательна). Уравнение (2), полученное интегрированием уравнения (1), используется для определения тока в катушке индуктивности при известном напряжении.
[pic] (2)
Уравнение (3) даёт определение ёмкости. Конденсатор обладает ёмкостью в один фарад, если накопленныйзаряд в один кулон создаёт напряжение на нём в один вольт.
Q = CU (3)
Уравнения (4) и (5) определяют ёмкость конденсатора через напряжение и ток (заряд представляет собой интеграл от тока, а ток — соответственно производную заряда по времени dq/dt).
[pic] (4)
[pic] (5)
Ток в конденсаторе фильтра импульсного источника питания обычно принимает пилообразную форму.Назначение конденсатора состоит в том, чтобы ограничивать колебания напряжения (пульсации). Из уравнения (4) следует, что выполнить эту задачу можно, либо увеличивая ёмкость конденсатора, либо уменьшая dt. Одним из главных достоинств импульсных источников питания является возможность использования очень малых dt (за счёт повышения частоты коммутации), благодаря чему ёмкость конденсатора фильтрасущественно уменьшается.
Понижающий преобразователь
На рисунке 1 изображена идеальная модель понижающего преобразователя, состоящего из идеального источника напряжения, идеального управляемого ключа, идеального диода, идеального дросселя, идеального конденсатора и нагрузочного резистора.
[pic]
Рисунок 1 – Идеализированная модель понижающего преобразователя
Преобразователь называетсяпонижающим потому, что выходное напряжение всегда меньше входного, так как напряжение на дросселе «противится» входному (противоположно по полярности напряжению источника). Данный идеальный стабилизатор предназначен для работы от источника напряжением 20 В и обеспечивает напряжение 5 В на нагрузке 10 Ом. Ключ размыкается и замыкается через каждые 10 мкс, при этом на пассивных компонентахформируется сигнал с широтно-импульсной модуляцией. (При широтно-импульсной модуляции изменяется ширина импульсов, при этом частота следования импульсов постоянна.) В установившемся режиме выходное напряжение стабилизатора равно:
[pic] (6)
где D— коэффициент заполнения.
Коэффициент заполнения D (duty cycle) — величина, характеризующая...
1. Принцип действия импульсного источника питания
2. Схемы управления импульсными источниками питания
3. Анализ работы обратноходового источника питания
4. Особенности компонентов импульсного источника питания
5. Импульсный источник питания с точки зрения теории автоматического управления
6. Пример расчёта обратноходового источника питания
1. Принцип действия импульсногоисточника питания
В этой главе мы рассмотрим временные характеристики идеальных индуктивностей и конденсаторов, а также дадим обзор идеальных моделей для каждого типа импульсных источников питания. В последующих главах мы поговорим о магнитных, электрических и паразитных свойствах индуктивностей и конденсаторов и их влиянии на расчёт отдельных компонентов.
Основы накопления энергииУравнение (1), выражающее правило Ленца, содержит определение индуктивности. Катушка обладает индуктивностью в один генри, если изменение тока на один ампер за одну секунду производит напряжение на катушке в один вольт:
[pic] (1)
импульсный источник питание управление обратноходовой
Первое следствие уравнения (1) состоит в том, что ток, протекающий через катушкуиндуктивности, не может изменяться мгновенно. Ведь в этом случае на катушке возникло бы бесконечное напряжение. В реальности же такие эффекты, как, например, возникающая при «пробое» контактов электрическая дуга, ограничивают это напряжение очень высоким, но не бесконечным значением. Вторым следствием уравнения (l) является то, что напряжение на катушке индуктивности мгновенно изменяется с положительного наотрицательное при переключении с накопления энергии в индуктивности (производная di/dt положительна) на извлечение энергии из неё (di/dt отрицательна). Уравнение (2), полученное интегрированием уравнения (1), используется для определения тока в катушке индуктивности при известном напряжении.
[pic] (2)
Уравнение (3) даёт определение ёмкости. Конденсатор обладает ёмкостью в один фарад, если накопленныйзаряд в один кулон создаёт напряжение на нём в один вольт.
Q = CU (3)
Уравнения (4) и (5) определяют ёмкость конденсатора через напряжение и ток (заряд представляет собой интеграл от тока, а ток — соответственно производную заряда по времени dq/dt).
[pic] (4)
[pic] (5)
Ток в конденсаторе фильтра импульсного источника питания обычно принимает пилообразную форму.Назначение конденсатора состоит в том, чтобы ограничивать колебания напряжения (пульсации). Из уравнения (4) следует, что выполнить эту задачу можно, либо увеличивая ёмкость конденсатора, либо уменьшая dt. Одним из главных достоинств импульсных источников питания является возможность использования очень малых dt (за счёт повышения частоты коммутации), благодаря чему ёмкость конденсатора фильтрасущественно уменьшается.
Понижающий преобразователь
На рисунке 1 изображена идеальная модель понижающего преобразователя, состоящего из идеального источника напряжения, идеального управляемого ключа, идеального диода, идеального дросселя, идеального конденсатора и нагрузочного резистора.
[pic]
Рисунок 1 – Идеализированная модель понижающего преобразователя
Преобразователь называетсяпонижающим потому, что выходное напряжение всегда меньше входного, так как напряжение на дросселе «противится» входному (противоположно по полярности напряжению источника). Данный идеальный стабилизатор предназначен для работы от источника напряжением 20 В и обеспечивает напряжение 5 В на нагрузке 10 Ом. Ключ размыкается и замыкается через каждые 10 мкс, при этом на пассивных компонентахформируется сигнал с широтно-импульсной модуляцией. (При широтно-импульсной модуляции изменяется ширина импульсов, при этом частота следования импульсов постоянна.) В установившемся режиме выходное напряжение стабилизатора равно:
[pic] (6)
где D— коэффициент заполнения.
Коэффициент заполнения D (duty cycle) — величина, характеризующая...
Поделиться рефератом
Расскажи своим однокурсникам об этом материале и вообще о СкачатьРеферат