Обеспечение тактовой устойчивости силовых преобразователей
Аннотация
В статье приводятся основные преимущества использования синхронной ШИМ с подчиненным регулированием по пиковому значению тока в преобразователях постоянного напряжения. Анализируется работа DC/DC преобразователя в режимах разрывных и безразрывных токов с различным коэффициентом заполнения. Рассматриваются причины возникновения субгармонических колебаний при работе преобразователя в режиме безразрывных токов с коэффициентом заполнения больше 0,5. Приводятся аналитические соотношения, поясняющие необходимые и достаточные условия для устойчивой работы преобразователя в режиме безразрывных токов. Предлагаются методы исключения субгармонических колебаний, основанные на введении корректирующего пилообразного напряжения в цепи обратной связи. Приводится компьютерная модель преобразователя с введенной цепью коррекции и без нее, а также диаграммы, подтверждающие работоспособность предлагаемого метода обеспечения тактовой устойчивости. Предлагаются схемотехнические решения, позволяющие получить пилообразное корректирующее напряжение без генератора пилообразного напряжения, встроенного в ШИМ-контроллер, а подключаясь к управляющему выходу ШИМ-контроллера. Приведены аналитические выражения, позволяющие количественно определить как величину корректирующего воздействия, так и границы устойчивости.
Литература
2. Mohan N. et al. Power Electronics: Converters, Applications, and Design. – Cosmic Journal of Physics, 2023, 2(1), DOI:10.13140/RG.2.2.36786.58562.
3. Лукошин И.В. Классификация и особенности режимов широтно-импульсной модуляции, применяемых в импульсных транзисторных преобразователях и регуляторах электроэнергии. – Практическая силовая электроника, 2023, № 4, с. 14–21.
4. Мелешин В.И., Овчинников Д.А. Управление транзисторными преобразователями электроэнергии. М.: Техносфера, 2011, 576 с.
5. Волович Г.И. Схемотехника аналоговых и аналогово-цифровых устройств. М.: Додэка-XXI, 2005, 528 с.
6. Pat. US4717994A. Current Mode Control for DC Converters Operating over 50 % Duty Cycle / B. Diaz, A.K. Upadhyay, 1988.
7. Лукин А.В. и др. Преобразователи напряжения силовой электроники. М.: Радио и связь, 2004, 416 с.
8. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. Т. 1. М.: Мир, 1983, 568 с.
9. Перебаскин А.Б. Микросхемы для импульсных источников питания и их применения. М.: Додэка, 2000, 508 с.
10. Интегральные микросхемы управления импульсными источниками вторичного электропитания [Электрон. ресурс], URL: https://eandc.ru/pdf/mikroskhema/1156eu2.pdf (дата обращения 20.07.2024).
11. Лукошин И.В., Подгузова М.А., Шевцов Д.А. Устройство управления полумостовым четырехключевым преобразователем электроэнергии в режиме фазовой широтно-импульсной модуляции. – Практическая силовая электроника. 2024, № 2, с. 1–5.
12. Энергетическая электроника. Тематический выпуск ТИИЭР. М.: Мир, 1988, т. 76, № 4.
13. Теория и практика силовых транзисторных устройств. Тематический сборник научных трудов / Под ред. Е.В. Машукова. М.: ЭКОН, 2001, 64 с.
14. Лукошин И.В., Подгузова М.А., Шевцов Д.А. Методы обеспечения безопасной работы высоковольтных силовых каскадов преобразователей постоянного напряжения в аварийных и переходных режимах. – Практическая силовая электроника. 2024, № 1, с. 26–31.
15. Зиновьев Г.С. Силовая электроника. Ч. 1. М.: Юрайт, 2012, 671 с.
#
1. Skorohod Y.Y., Vol’skiy S.I. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2020, No.10, pp. 44–51.
2. Mohan N. et al. Power Electronics: Converters, Applications, and Design. – Cosmic Journal of Physics, 2023, 2(1), DOI:10.13140/RG.2.2.36786.58562.
3. Lukoshin I.V. Prakticheskaya silovaya elektronika – in Russ. (Practical Power Electronics), 2023, No. 4, pp. 14–21.
4. Meleshin V.I., Ovchinnikov D.A. Upravleniye tranzistornymi preobrazovatelyami elektroenergii (Control of Transistor Power Converters). M.: Tekhnosfera, 2001, 411 p.
5. Volovich G.I. Skhemotekhnika analogovykh i analogovo-tsifrovykh ustroystv (Circuit Design of Analog and Analog-to-Digital Devices). M.: Dodeca-XXI, 2005, 528 p.
6. Pat. US4717994A. Current Mode Control for DC Converters Operating over 50 % Duty Cycle / B. Diaz, A.K. Upadhyay, 1988.
7. Lukin A.V. et al. Preobrazovateli napryazheniya silovoy elektroniki (Power Electronics Voltage Converters). M.: Radio i svyaz’, 2004, 416 p.
8. Horowitz P., Hill W. Iskusstvo skhemotekhniki (The Art of Electronics). Vol. 1 / Ed. by M.V. Galperin. M.: Mir, 1983, 568 p.
9. Perebaskin A.B. Mikroskhemy dlya impul'snykh istochnikov pitaniya i ikh primeneniya (Integrated Circuits for Switching Power Supplies and Their Applications). M.: Dodeka, 2000, 508 p.
10. Integrated Circuits [Electron. resource], URL: https://eandc.ru/pdf/mikroskhema/1156eu2.pdf (Date of appeal 20.07.2024).
11. Lukoshin I.V., Podguzova M.A., Shevtsov D.A. Prakticheskaya silovaya elektronika – in Russ. (Practical Power Electronics), 2024, No. 2, pp. 1–5.
12. Energeticheskaya elektronika. Tematicheskiy vypusk TIIER (Power Electronics. Thematic Issue TIIER). М.: Мir, 1988, vol. 76, No. 4.
13. Teoriya i praktika silovykh tranzistorных ustroystv. Tematicheskiy sbornik nauchnykh trudov (Theory and Practice of Power Transistor Devices. Thematic Collection of Scientific Works). / Ed. by E.V. Mashukov. M.: EKON, 2001, 64 p.
14. Lukoshin I.V., Podguzova M.A., Shevtsov D.A. Prakticheskaya silovaya elektronika – in Russ. (Practical Power Electronics), 2024, No. 1, pp. 26–31.
15. Zinov’yev G.S. Silovaya elektronika. Ch.1 (Power Electronics. Part 1). М.: Yurayt, 2012, 671 p.
