Проектирование системы управления широтно-импульсным преобразователем
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
еда ;
Пороговое напряжение ;
Дифференциальное сопротивление ;
Температура перехода:
максимально допустимая .
Рассчитываем тепловое сопротивление переход - окружающая среда
.
Для выбранного диода рассчитываем максимально допустимый средний ток при заданных условиях работы и охлаждения по формуле (1.6)
.
Проверяем условие правильного выбора диода по току условию (1.7)
Условие выполняется, тогда рассчитаем запас диода по току
,
.
Запас диода по току больше 15%, но в данном случае ток, протекающий через силовые приборы достаточно мал, что обусловлено малым напряжением нагрузки, поэтому выбранный диод подходит, т.к. рассчитан на наименьший ток среди быстровосстанавливающихся диодов.
Выбор шунтирующего диода и диода VD9 по перегрузочной способности.
Критерием нормальной работы СПП при перегрузке по току является выполнение условия (1.8):
Время определяется по графику зависимости переходного теплового сопротивления переход-среда для конкретных типов прибора, охладителя и интенсивности охлаждения.
Определяем средние потери мощности для тока, предшествующего перегрузке по формуле (1.9)
.
Ток перегрузки СПП ограничен значениями , принимаем . Тогда определяем средние потери мощности для тока, соответствующего перегрузке по формуле (1.10)
.
Определяем переходное тепловое сопротивление переход-среда по формуле (1.11)
,
по графику функции определяем максимально допустимое время перегрузки
Проверяем критерий (1.8):
Из этого условия получаю, что выбранный диод удовлетворяет режиму перегрузки. Значит, диод выбран правильно.
Выбор класса шунтирующего диода и диода VD9 по напряжению.
СПП должны выдерживать определенные напряжения, прикладываемые к ним как в прямом, так и в обратном направлениях. В полупроводниковом преобразователе СПП подвергаются воздействию рабочего напряжения и перенапряжений.
Выбор СПП по напряжению осуществляется по формуле (1.12).
,
,
,
.
Таким образом, для данного диода ДЧ212-10с типом охладителя О111 , т.е. нужны диоды 5-го класса по напряжению - ДЧ212-10-5.
3. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНО-ФАЗНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Система управления преобразовательным устройством предназначена для формирования и генерирования управляющих импульсов определенной формы и длительности, распределения их по фазам и изменения подачи на управляющие электроды вентилей преобразователя.
Вентильные преобразователи состоят из силовой части и системы управления (СУ). Силовая часть управляемого преобразователя, выполненная на управляемых вентилях (тиристорах, силовых транзисторах), может работать при подаче на управляющие электроды в определенные моменты времени импульсов, обеспечивающих включение данных вентилей
Функции СУ сводятся к двум задачам:
. Определение моментов времени, в которые должны быть включены те или иные конкретные вентили. Эти моменты времени задаются некоторым управляющим сигналом, который подается на вход СУ и определяет его работу, и в конечном счете задает значение выходных параметров преобразователя.
. Формирование управляющих импульсов, т.е. создание управляющих сигналов, передаваемых в нужные моменты времени на управляющие электроды тиристоров и имеющие достаточные амплитуды, мощность и длительность, а в некоторых случаях определенную форму кривой.
Работу широтно-импульсного преобразователя обеспечивает система управления (СУ) ШИП.
Основные требования, предъявляемые к СИФУ:
. Высокое быстродействие;
. Высокая устойчивость к импульсным помехам;
. Линейность регулировочной характеристики ;
. Гальваническая развязка цепей управления и силовых цепей.
Широтно-импульсный преобразователь (ШИП) - это преобразователь нерегулируемого постоянного напряжения в регулируемое постоянное напряжение. Широтно-импульсный преобразователь (ШИП) постоянного напряжения преобразовывают постоянное напряжение в импульсное, среднее значение которого (т.е. его постоянную составляющую, выделяемую в нагрузке фильтрами) можно регулировать.
ШИП является последовательным, если управляемый вентиль и дроссель фильтра включены последовательно с нагрузкой. Характерной особенностью последовательных ШИП является невозможность получения напряжения на выходе выше напряжения источника питания.
Основные преимущества импульсных преобразователей:
Высокий КПД, т.к. потери мощности на регулирующем элементе преобразователя незначительны по сравнению с потерями мощности при непрерывном управлении;
Малую чувствительность к изменениям температуры окружающей среды, поскольку регулирующим фактором является время проводимости управляемого вентиля, а не внутреннее сопротивление регулирующего элемента, как при непрерывном регулировании;
Малые габариты и массу;
Постоянную готовность к работе.
Однако импульсным преобразователям присущи и недостатки:
Импульсный режим работы регулирующего элемента приводит к необходимости устанавливать выходные и часто входные фильтры, что вызывает инерционность процесса регулирования в замкнутых системах;
Высокие скорости включения и выключения тока в силовой цепи ШИП приводят к возникновению радиопомех.
Обычно используется вертикальный метод управления, где управляющий импульс формируется в результате сравнения на нелинейном элементе величин переменного (синусо?/p>