Топология на електроенергийната система

Като цяло, полупроводникови устройства за превключване работят в Hard Switch Mode в различни видове PWM DCDC преобразуватели и DC-AC инвертор топология работеща в електроенергийната система. В този режим, определен ток се включва при определено ниво на напрежение, когато става превключването, както е показано на фигура4-1. Този процес води до загуба от превключване. Колкото по-висока честота на превключване толкова е по-голяма загубата, което пречи на усилията за повишаване на честотата. Включената загуба може да се изчисли по прост начин, както е показано във Формула 4-1 по-долу. Switching също води до проблем с електро магнитните импулси, тъй като голям размер на di/dt и dv / dt се генерира в процеса.

формула 4-1

Където : Psw : загуби от превкючване [W]

Vsw : превкючване voltage [V]

Isw : превкючване current [A]

fs превкючване frequency [kHz]

ton превкючване turn-on time [s]

toff : превкючване turn-off time [s]

Фигура 4-1.

Вълна от превключващо устроиство

Чрез повишаване на честота на превключване, можете да намалите размера на трансформатора и филтъра, които помагат за изграждане на по-малки и по-леки конвертори с висока плътност на мощността. Но, както е представено по-рано, загубите от превкючване подкопават ефективността на цялата мощност на системата в преобразуването на енергия, тъй като са по-големи загубите на генериране при по-висока честота. Загубите от включване могат да бъдат частично избегнати чрез свързване на проста демпфер верига паралелно с превключващата верига. Въпреки това, общият размер на загубите от превключване, генерирани в системата, остават същите. Избягват се загубите, в действителност са се преместили към демпферната верига.

Висока ефективност на преобразуване на енергията, при висока честота на превключване, може да бъде получена чрез манипулиране на напрежението или тока в момента на преминаване към нула. Това се нарича "Soft Switching", които могат да бъдат сложени в подкатегории на два метода: Zero-напрежение превключване и Zero- ток превключване. Zero-напрежение превключване се отнася до премахване на свой ред за преминаване загуба, като напрежението на превключване верига до нула точно преди веригата да се включи. Zero-превключване на тока е да избягване на свой ред изключване загуба, като позволява без ток да тече през веригата, преди да включите го. Напрежение или ток прилага при превключване верига може да се направи за нула с помощта на резонанс създадена от резонансна верига L-C. Тази топология се нарича "резонансен преобразувател.

В Zero-превключване на тока, съществуващата индуктивност се абсорбира в резонансна верига, елиминирайки скока в напрежение в отбивката ситуация. Напрежение скока в резултат от електрически разряд на кръстовище капацитет, който се появява при включване на превключване верига, не може да се избегне. Това метод има дефект причинява превключване загуба (0.5CV2f). Zero-напрежение превключване, обаче, е свободен от такъв дефект, като съществуващата индуктивност и капацитет, за да бъде погълната от резонансна верига. Това елиминира всякаква възможност за причиняване на скок на тока както за изключване (причинена от индуктивност) или на търна (капацитет) условия. Zero-напрежение превключване позволява превключване с по-малко загуби, като в същото време значително намаляване на проблема с електромагнитните импулси при висока честота. Тази разлика в характеристики правят Zero напрежение превключване на по-желани от Zero-превключване на тока. Като резонансната конвертор осигурява най-на ефективност на преобразуване на енергията в електроенергийната система свеждайки до минимум на загубата на превключване, тя се използва широко в различни сектори на икономиката. И това е причината, поради която конвертора е приет в индукционно нагряване топология. Система за захранване, която е описан вподробно в този документ. Енергийните системи за домакински уреди, като например електронни печки за ориз идруги видове печки, обикновено се използва ZVS (Zero напрежение превключване) резонансната единици, които може да се класифицират в два основни вида: половин мост серия резонансната конвертор и quasiresonantконвертор. Тези видове топология се изучават подробно в раздел 5 от този документ.