Способи и техники за управление на електронни преобразуватели шим, чим, аим, ашим ключови думи



Дата10.02.2018
Размер56.3 Kb.
#56981

Способи и техники за управление на електронни преобразуватели - ШИМ, ЧИМ, АИМ, АШИМ

Ключови думи


Широчинно импулсна модулация - ШИМ, Честотно импулсна модулация - ЧИМ, Амплитудно импулсна модулация - АИМ, Амплитудно широчинно импулсна модулация - АШИМ

Цел


Целта на настоящата тема е да представи и разгледа различните способи и техники за управление на електронни преобразуватели, като се набляга на най-често прилаганият способ - Широчинно импулсна модулация - ШИМ.

Въведение


В предходните теми бяха разгледани различни видове преорабзувателни схеми. Представени бяха силовите им електронни схеми, като беше прието че управлението се формира чрез така наречената Широчинно импулсна модулация - ШИМ. В случая обаче не се коментираше начина и принципа спрямо който се получава тази модулация.

Настоящата тема разгледа различни видове техники и способи за управление на електронни преобразуватели. Разгледа се в подробности и начина по които може да бъде реализирано управлението на един преобразувател.


Информационен блок


1. Техники за управление на електронни преобразуватели

Фигура 1 представя четири фундаментални структури на безтрансформаторни постояннотокови преобразуватели.

ШИМ - при широчинно импулсната модулация, управлението на електронните преобразуватели става посредством регулиране на продължителността на импулса. Колкото по-голяма е продължителността на импулса толкова по-голяма е средната стойност на изходното напрежение. При ШИМ честота на управляващите импулси е константа. ШИМ е предпочитана техника за управляване на електронни преобразуватели тъй като при работата с константна честота позволява по-лесно изчисляване на пасивните L и C компоненти и поддържане параметрите на работа на преобразувателя.

ЧИМ - при честотно импулсната модулация продължителността на импулса се подържа постоянна - изменя се управляващата честота. Този тип модулация е по малко популярен тъй като с изменение на честота се променя и режима на работа на преобразователната схема - определен от параметрите на пасивните компоненти L и C

"Pulse skip modulation" - при този тип модулация честота и продължителността ан управляващите импулси са константа. За да се управлява преобразувателя се формира импулсна поредица, където според необходимата реакция на схемата управлението на транзистора се спира. Пропускат се импулси от импулсната поредица. Предимство на този тип управление е лесната му реализация. Приложението му е възможно само: за преобразуватели с ниска мощност - където енергията запасена в L и C компонентите може да компенсира временната липса на захранване от входния източник; или при преобразуватели работещи в прекъснат режим.

Най-често използваната техника за управление на електронни преобразуватели е ШИМ. Същността на ШИМ и способите за формирането и са разгледани по-нататък.



2. Формиране на ШИМ при управление на електронни преорбазуватели

Фигура 1. Формиране на ШИМ при високо напрежение на грешката



Фигура 2. Формиране на ШИМ при ниско напрежение на грешката

Фигура 1 и Фигура 2 представят често използван способ за формиране на ШИМ при управляване на електронен преобразувател. На посочените диаграми: - трионообразно напрежение с честота равна на желаната работна честота на преобразувателя; - напрежение изразяващо желаната реакция на преобразувателя. Това напрежение се получава като сума от опорно напрежение задаващо необходимия режим и напрежение изразяващо изходният параметър който се управлява - ток или напрежение; - напрежение на ШИМ - използва се за управление на електронните ключове в преобразувателя. Получаването на става посредством сравнение между напреженията и . В случая по-голямата стойност на ще доведе до формирането на с тесни импулси (Фигура 1), а по-малката стойност на ще доведе съответно до формирането на по-широки импулси (Фигура 2).

Фигура 3 и Фигура 4 представят блокови диаграми на структури чрез които може да бъде реализиран преобразувател управляван с ШИМ. Така ако се разгледа фигура 3 то управляващото напрежение се формира като сума от опорното напрежение, което задава работният режим и напрежението от обратна връзка на електронният преобразувател. В случая с този пример управляваният параметър е изходното напрежение на електронният преобразувател. Напрежението се сравнява със трионообразно напрежение генерирано от външен сигнален генератор. На изхода на компаратора се формира желаният ШИМ сигнал. За тази схема: в случай че е необходимо регулирането на изходното напрежение на електронният преобразувател може да бъде изменено опорното напрежение; напрежението в изхода на преобразувателя ще се подържа константно благодарение на обратната връзка и участието на изходното напрежение при формирането на .

Фигура 4 представя по комплексно решение където управляващото напрежение се сравнява с напрежение пропорционално на тока през индуктора (трансформатора) на електронният преобразувател. Този ток се изменя по интегрален закон - неговата форма е трионобразна (тема 4 и тема 5). Така полученият ШИМ ще зависи както от обратната връзка на напрежението в изхода на преобразувателя, така и от токът през индуктора. Чрез тази структура могат да бъдат формирани комплексни решения, където едновременно може да се управлява изходното напрежение и изходеният ток.

Фигура 3. Блокова диаграма на структура за формиране на ШИМ при използване на външен генератор на трионообразно напрежение



Фигура 4. Блокова диаграма на структура за формиране на ШИМ при използване на външен генератор на обратна връзка по ток



3. Пример за реализиране на ШИМ посредством специализирана интегрална схема

В практиката формирането на ШИМ може да стане по няколко начина:

• Посредством електронна схема построена от дискретни елементи

• Посредством използването на специализран контролер

• Посредством използването на микроконтролери и цифрови интегрални схеми

Фигура 5. Блокова схема на специализирана интегрална схема - ШИМ контролер

В настоящата тема е даден пример на специализиран контролер за формиране на ШИМ. Блоковата структура на контролера е дадена на фигура 5. Представен е контролер TL494 производство на компанията Texas Instruments. Той може да се използва за управление на: безтрансформатрони постояннотокови преобразуватели на напрежение; еднотактни и двутактни трансформаторни преобразуватели на постоянно напрежение; мостови и полумостови инвертори. Контролера включва два усилвателя които могат да формират управляващото напрежение, компаратор, източник на опорно напрежение и вътрешен осцилатор на трионобразно напрежение. Честота на изхода на осцилатора а от там и на генерираният ШИМ може да бъде настроена до желаната посредством входовете и където се включва външна RC група. Включени са и допълнителни интерфейсни схеми които позволяват управление на изходната поредица, както и формирането на минимална пауза между транзисторите (dead time).

Речник


  • ШИМ - широчинно импулсна модулация

  • ЧИМ - честотно импулсна модулация

  • Pulse skip modulation - Модулация при която се пропускат определен брой импулси от управлението на транзистора с цел формиране на желаната реакция на системата

Резюме


Настоящата тема представя различни способи за управление на електронни преобразуватели. Наблегнато е на техниката ШИМ. Представени са: принципа на ШИМ; начините за формирането и; конкретни структури и контролери за реагирането и;

Литература





  1. Браун М., Токозахранващи устройства, Техника, София, 1997, ISBN 954 030 494 6

  2. Юдов Д., В. Вълчев, Преобразувателна техника, Онгъл, Варна 2005

  3. Юдов Д., В. Вълчев, Тозахранващи устройства, Онгъл, Варна 2008

  4. Mohan N., T. Undeland, P. Robbins, Power Electronics: Converters, applications and design, John Wiley and Sons, New York, 2003.

  5. Underland T., W. Robbins, Power electronics, IEEE Press, 1996, ISBN 0-471-58408-8

Блок за контрол на знанията

Примери:


  1. Текст

Решени задачи:


Текст

Задачи за решаване:


Текст

Тест


Въпрос тип 1 - ДА/НЕ:

Текст


Въпрос тип 2- „един верен от много”

Текст


Въпрос тип 3- „подреждане на отговори”:

Текст


Въпрос тип 4 - „Изображение – въпрос”:

Текст


straight connector 17



Ангел Маринов

кат. ЕТМ



Каталог: wp-content -> uploads -> 2015
2015 -> Висше военноморско училище „Н. Й. Вапцаров“
2015 -> Правила за изменение и допълнение на Правила за търговия с електрическа енергия Съществуващ текст
2015 -> 120 Основно училище “Георги С. Раковски” София
2015 -> Премиерният сериал Изкушение от 12 октомври по бтв lady
2015 -> Агнешко месо седмична справка: средни цени за периода 7 – 14 януари 2015 г
2015 -> Пилешко месо седмична справка: средни цени за периода 7 14 януари 2015 г
2015 -> Бяла кристална захар седмична справка: средни цени за периода 7 – 14 януари 2015 Г


Сподели с приятели:




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница