Разработка и исследование методов коммутационно-логического управления передаточными характеристиками широтно-импульсных преобразователей

• Автор: Кувшинов, Андрей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 202 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАТОЧНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ШИРОТНОИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

1.1. Особенности применения ШИМ в статических преобразователях

1.2. Разновидности регулировочных характеристик широтноимпульсных преобразователей

1.3. Принцип управления передаточными характеристиками широтноимпульсных преобразователей

1.4. Логические операции для управления передаточными характеристиками

1.5. Выводы

ГЛАВА 2. ЛОГИКОАЛГЕБРАИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ШИМ

2.1. Вазовые операции импликативной алгебры выбора.

2.2. Многоместные ИАВоперации.
2.3. Методика логикоалгебраического моделирования импульсных последовательностей.
2.4. Логикоалгебраическое моделирование типовых алгоритмов ШИМ
2.5. Принцип коммутационного программирования континуальных сигналов
2.6. Логикоалгебраическая модель ШИМ с функциональной разверткой опорного сигнала..
2.7. Обобщенная логикоалгебраическая модель контроллера передаточной характеристики
2.8. Выводы
ГЛАВА3. ФОРМАЛИЗОВАННЫЙ СИНТЕЗ КОНТРОЛЛЕРА ПЕРЕДАТОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК В ЭЛЕМЕНТНОМ БАЗИСЕ ГЕЛЯТОРОВ
3.1. Синтез широтноимпульсного модулятора на однокаиальном реляторе.
3.2. Реляторный широтноимпульсный модулятор с ФУНКЦИЕЙ драйвера силовых транзисторов
3.3. Имитационная модель реляторного широтноимпульсного модулятора в СТАНДАРТЕ I.
3.4. Реляторный ШИРОТНОИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР С ПОВЫШЕННОЙ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬЮ.
3.5. Синтез реляторного ШИМконтроллера передаточной характеристики с программируемой формой опорного сигнала
3.6. Выводы
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДАННОЙ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШИРОТНОИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
4.1. Особенности передаточных характеристик широтноимпульсных преобразователей.
4.2. Разновидности функциональных развер ток опорного сигнала
4.3. Выбор арности логикоалгебраических моделей функциональной развертки
ОПОРНОГО СИГНАЛА
4.4. Примеры формирования передаточных характеристик.
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


При функциональной развертке выходной ШИМ-сигнал может нести информацию не только о модулирующем сигнале и, соответственно, величине выходного напряжения ШИП, но и о заданном виде передаточной характеристики. Такой подход получил ограниченное применение только в сетевых ШИП (выпрямители, непосредственные преобразователи частоты) для решения частной задачи управления передаточной характеристики, которая заключается в линеаризации последней [6,9,,,,]. В этом случае функциональная развертка должна осуществляться по закону, который определяется как обратная функция от регулировочной характеристики. Для этого необходимо регулировочную характеристику выразить в виде достаточно компактной аналитической формулы, желательно через элементарные функции, что возможно далеко не для всех ШИП, особенно с учетом реальных параметров. Еще большие сложности встречаются при аппаратурной реализации функциональной развертки. Современная аналоговая элементная база позволяет формировать с достаточной точностью и стабильностью функциональную развертку произвольной формы, удовлетворяющей только условиям монотонности и однозначности, но не позволяет оперативно изменять (программировать) вид функциональной! Последнее обстоятельство в жестких условиях реального времени ограничивает и множество реализуемых функциональных разверток и область применения только сетевыми ШИП [,,3,4,8,9,0]. Разновидности регулировочных характеристик широтноимпульсных преобразователей. Известные способы ШИМ основаны на сравнении опорного сигнала развертывающего вида, задающего продолжительность периода модуляции с сигналом управления, определяющего величину выходного сигнала на периоде модуляции. Т) - опорный сигнал; 8У(0 - сигнал управления; Т - период модуляции. В процессе решения (1. У(0, т. Т = Д8у), (1. ШИМ-последовательности. Вид функциональной зависимости в соотношении (1. ШИМ. К = 1/п1 - коэффициент пропорциональности; т - амплитуда опорного сигнала. В общем же случае существует принципиальная возможность задания функциональной зависимости необходимого вида путем выбора соответствующего закона развертывания опорного сигнала. Отмеченное свойство ШИМ имеет непосредственное практическое значение для ШИП, регулировочные характеристики которых, т. Ых=Р(у), (1. Таблица 1. Прсобр. ПОСТОЯННОГО напряжения повышающего тина V» . Преобразователь постоянного напряжения инвертирующего типа Е Т Г 1 Т* _ 1^ВЫХ _ и ВЫХ “ ? Л. ^ и ВЫХ ? Однофазны» инвертор напряжения Е - д [с [ ^ ^ 8, т. ВЫХ(1) _ иВЫХ(1) ? Таблица 1. К.н , = гс/К. В задачах стабилизации выходного напряжения, например, при использовании ШИП в составе источника вторичного электропитания, диапазон изменения относительной длительности у управляющих импульсов определяется диапазоном изменения дестабилизирующих факторов (сопротивление нагрузки, входное напряжение и др. Поэтому в зависимости от параметров силовой схемы функционирование ШИП происходит либо в области прерывистого тока, либо в области непрерывного тока. Выбор области функционирования ШИП определяется дополнительными, часто противоречивыми требованиями. Например, для снижения уровня пульсаций выходного напряжения необходим режим непрерывного тока, а для улучшения массогабаритных показателей целесообразно выбирать режим прерывистого тока. О до 1,0. Поэтому возможно функционирование ШИП как в режиме непрерывного тока, так и в режиме прерывистого тока. В этом случае выходное напряжение ІІІИП должно описываться системой уравнений, которая включает уравнения регулировочной характеристики в режимах непрерывного и прерывистого токов, а также уравнение сопряжения. Вых=Г при укр<у<1,0 , (1. Т«р = 1-2-х,. Уравнение (1. ППН понижающего типа в режиме прерывистого тока, уравнение (1. Нетрудно проверить/ что при у = укр уравнения (1. Анализ уравнения (1. ГШН понижающего типа в зависимости от значения относительной длительности у управляющих импульсов функционирует либо в режиме прерывистого тока, либо в режиме непрерывного тока. При т>0,5 ППН понижающего типа функционирует только в режиме непрерывного тока при любом значении относительной длительности у управляющих импульсов.