Однотактный прямо-обратноходовой стабилизированный преобразователь постоянного напряжения. Ч. 1: Силовой каскад преобразователя
Аннотация
Статья посвящена разработке однотактного однотранзисторного прямо-обратноходового преобразователя постоянного напряжения. Приведена классификация однотактных преобразователей постоянного напряжения и перечислены их основные достоинства и недостатки. В первой части предложена новая структура силового каскада разрабатываемого преобразователя, позволяющая исключить импульсные перенапряжения без энергорассеивающих защитных RCD-цепей, обусловленные индуктивностью рассеяния обмоток трансформатора. Описан принцип работы новой структуры силового каскада. Изложены требования, предъявляемые к магнитным сердечникам трансформаторов новой структуры. Предлагаемая схема была исследована с помощью имитационного компьютерного моделирования в программе PSpice. Представлены компьютерная модель и временные диаграммы процессов, подтверждающие работоспособность схемы. Приведены результаты исследования влияния коэффициента связи между обмотками трансформатора на перенапряжение и перекрестную нестабильность. Предложенная структура силовой части прямо-обратноходвого преобразователя постоянного напряжения позволяет обеспечить большую мощность по сравнению с известными однотактными прямо-обратноходовыми силовыми каскадами, сохраняет работоспособность в широком диапазоне изменения коэффициента связи между обмотками трансформатора и обеспечивает высокий КПД.
Литература
2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. М.: Бином, 2014, 704 с.
3. Мелешин В.И., Овчинников Д.А. Управление транзисторными преобразователями электроэнергии. М.: Техносфера, 2011, 577 с.
4. Браун М. Источники питания. Расчет и конструирование. Киев: МК-Пресс, 2007, 288 с.
5. Розаноов Ю.К. Силовая электроника: эволюция и применение. М.: Знак, 2018, 136 с.
6. Дмитриков В.Ф., Сергеев В.В., Самылин И.Н. Повышение эффективности преобразовательных и радиотехнических устройств. М.: Радио и связь, 2005, 424 с.
7. Шевцов Д.А. и др. Стабилизированный источник вторичного электропитания с прямо-обратноходовым однотранзисторным силовым преобразовательным каскадом. – Практическая силовая электроника, 2022, № 1 (85), с. 30–34.
8. Пат. RU2779933C1. Однотактный прямо-обратноходовой преобразователь / Д.А. Шевцов и др., 2022.
9. Amorphous Metal Distribution Trasformers [Электрон. ресурс], URL: https://metglas.com/wp-content/uploads/2016/12/Metal_Powers_Brochure.pdf (дата обращения 17.02.2023).
10. Стародубцев Ю.Н., Белозеров В.Я. Магнитные свойства аморфных и нанокристаллических сплавов. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2002, 384 с.
11. Легостаев Н.С. Магнитные элементы электронных устройств. Томск: Эль Контент, 2014, 186 с.
12. Производство материалов и компонентов из аморфных и нанокристаллических сплавов для силовой электроники и приборостроения. Екатеринбург: НПП “Гаммамет”, 2013, 51 с.
13. ГОСТ Р 54073–2017. Системы электроснабжения самолетов и вертолетов. Общие требования и нормы качества электроэнергии. М.: Стандартинформ, 2018, 36 с.
14. Сорокин В.С., Антипов Б.Л., Лазарев Н.П. Материалы и элементы электронной техники: т. 2. СПБ.: Лань, 2016, 384 с.
15. Шевцов Д.А. Справочное пособие по зарубежным ИМС управления импульсными источниками вторичного электропитания. М.: АО «Звезды и С», 1994, 195 с.
#
1. Naundorf U. Analogovaya elektronika: osnovy, raschet, modelirovanie (Analog Electronics: Fundamentals, Calculation, Modeling). М.: Tekhnosfera, 2008, 471 p.
2. Horovits P., Hill U. Iskusstvo skhemotekhniki (The Art of Circuit Engineering). М.: Binom, 2014, 704 p.
3. Meleshin V.I., Ovchinnikov D.А. Upravlenie tranzistornymi preobrazovatelyami elektroenergii (Control of Transistor Electric Power Converters). М.: Tekhnosfera, 2011, 577 p.
4. Braun М. Istochniki pitaniya. Raschet i konstruirovanie (Power Sources. Calculation and Construction). Kiev: МК-Press, 2007, 288 p.
5. Rozanov Yu.К. Silovaya elektronika: evolyutsiya i primenenie (Power Electronics: Evolution and Application). М.: Znak, 2018, 136 p.
6. Dmitrikov V.F., Sergeev V.V., Samylin I.N. Povyshenie ef-fektivnosti preobrazovatel'nyh i radiotekhnicheskih ustroystv (Improving the Efficiency of Converter and Radio Engineering Devices). М.: Radio i svyaz', 2005, 424 p.
7. Shevtsov D.А. et al. Prakticheskaya silovaya elektronika – in Russ. (Practical Power Electronics), 2022, No. 1 (85), pp. 30–34.
8. Pаt. RU2779933C1. Odnotaktnyy pryamo-obratnohodovoy preobrazovatel' (Single-Stroke Forward-Reverse Converter) / D.А. Shevtsov et al., 2022.
9. Amorphous Metal Distribution Trasformers [Electron. re-source], URL: https://metglas.com/wp-content/uploads/2016/12/Me-tal_Powers_Brochure.pdf (Date of appeal 17.02.2023).
10. Starodubtsev Yu.N., Belozerov V.Ya. Magnitnye svoystva amorfnyh i nanokristallicheskih splavov (Magnetic Properties of Amorphous and Nanocrystalline Alloys). Ekaterinburg: Izd-vo Ural. un-ta, 2002, 384 p.
11. Legostaev N.S. Magnitnye elementy elektronnyh ustroystv (Mag-netic Elements of Electronic Devices). Tomsk: El' Kontent, 2014, 186 p.
12. Proizvodstvo materialov i komponentov iz amorfnyh i nanokristallicheskih splavov dlya silovoy elektroniki i priborostroeniya (Production of Materials and Components from Amorphous and Nanocrystalline Alloys for Power Electronics and Instrumentation). Ekaterinburg: NPP “Gammamet ”, 2013, 51 p.
13. GОSТ R 54073–2017. Sistemy elektrosnabzheniya samoletov i vertoletov. Obshchie trebovaniya i normy kachestva elektroenergii (Electric Power Supply Systems of Airplanes and Helicopters. General Require-ments and Norms of Power Quality). М.: Standartinform, 2018, 36 p.
14. Sorokin V.S., Antipov B.L., Lazarev N.P. Materialy i elementy elektronnoy tekhniki (Materials and Elements of Electronic Equipment): vol. 2. SPb.: Lan', 2016, 384 p.
15. Shevtsov D.А. Spravochnoe posobie po zarubezhnym IMS upravleniya impul'snymi istochnikami vtorichnogo elektropitaniya (Reference Manual on Foreign ICS for Controlling Pulsed Secondary Power Sources). М.: АО «Zvezdy i С», 1994, 195 p.
