Логико-алгебраическое моделирование и синтез интеллектуальных систем электропитания электронных и вычислительных средств в элементном базисе универсальных и силовых реляторов

• Автор: Кувшинов, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тольятти
• Количество страниц: 276 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1.ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРЕДИКАТНОЙ АЛГЕБРЫ ВЫБОРА.

1.1. Выбор адекватного аппарата логикоалгебраического моделирования систем электропитания

1.2. Унарная и бинарные базовые операции предикатной алгебры выбора ф .

1.3. Многоместные ПАВоперации. Предметная и предикатная суперпозиции.

1.4. Топологические модели бинарных и многоместных ПАВопераций.

1.5. Представление периодических функций в базисе ПАВ операций

1.6. Логикоалгебраические модели силовых полупроводниковых ключей .

1.7. Выводы

2. ЭЛЕМЕНТНЫЙ БАЗИС СИЛОВОЙ РЕЛЯТОРНОЙ СХЕМОТЕХНИКИ

2.1. Одноканальный релятор универсальный и силовой
2.2. Типовая схема включения силового релятора.
2.3. Одноканальный тпороговый силовой релятор.
2.4. Силовой релятор на гибридных интеллектуальных модулях.
2.5. Динамическая погрешность силовых реляторов с конечным быстродействием переключательного канала
2.6. Выводы.
3. ЛОГИКОАЛГЕБРАИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СИНТЕЗ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.
3.1 .Логикоалгебраические модели однофазных интеллектуальных ф преобразователей в базисе бинарных операций.
3.2.Логикоалгебраические модели многофазных интеллектуальных преобразователей в базисе многоместных операций.
3.3.Синтез однофазных преобразователей в элементном базисе одноканальных силовых реляторов.
3.4.Синтез многофазных преобразователей в элементном базисе
ф многопороговых силовых реляторов
3.5. Выводы.
4. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕРЫ ФОРМАЛИЗОВАННОГО СИНТЕЗА ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В ЭЛЕМЕНТНОМ БАЗИСЕ СИЛОВЫХ РЕЛЯТОРОВ
4.1. Диоднореляторный преобразователь повышающего типа.
ф 4.2. Диоднореляторный преобразователь понижающего типа.
4.3.Диоднореляторный преобразователь с коррекцией коэффициента мощности
4.4.Диоднореляторный преобразователь с расширенным диапазоном регулирования.
4.5. Выводы.
5. СИНТЕЗ ПРОГРАММИРУЕМЫХ РЕЛЯТОРНЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ.
5.1. Общие принципы логикоалгебраического моделирования реляторных контроллеров.
5.2 Логикоалгебраические модели внешних характеристик преобразователей в базисе многоместных операций.
5.3. Синтез реляторного контроллера внешних характеристик.
5.4.Реляторный ШИМконтроллер с программируемой формой опорного ф сигнала.
5.5.Предикатнологический ШИМконтроллер с временным квантованием сигнала.
5.6. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Результаты диссертационной работы использованы в системах вторичного электропитания автоматизированных контрольноизмерительных комплексов лабораторий ЭМС-центра АВТОВАЗа для снижения уровня кондуктивных помех и повышения качества испытаний автомобильной электроники. Вопросы, отраженные в диссертации, излагаются в лекционных курсах «Цифровые устройства и микропроцессоры», «Электропитание и основы электромеханики», «Аналоговые электронные устройства», которые автор разработал и читает студентам специальности «Бытовая радиоэлектронная аппаратура» Тольяттинской государственной академии сервиса. Публикации. Материалы и результаты диссертации нашли отражение в следующих публикациях: 1 монографии, статьях и тезисах докладов, включая 6 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, авторских свидетельствах и патентах. Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 5 с. Личный вклад автора. Все основные научные и практические результаты, выводы и рекомендации получены автором впервые и лично. Монография написана автором единолично. В работах, выполненных в соавторстве, автор является инициатором (выдвигал идею, формулировал задачу, определял пути ее решения). Все работы по внедрению и практическому использованию результатов научных исследований проведены под руководством и личном участии автора. Система вторичного электропитания (СЭ) в соответствии с заданной функцией назначения и требованиями конкретной нагрузки осуществляет преобразование вида и параметров электрической энергии, получаемой электромеханическим или иным способом в первичном источнике, в общем случае в виде системы напряжений е/(г). Энергетический процесс в СЭ протекает обычно в условиях дополнительных ограничений, связанных со стабилизацией напряжения (мощности) нагрузки или модуляцией потока энергии в соответствии с внешним управляющим воздействием, и сопровождается преобразованием системы входных напряжений 6/(1). СЭ преобразования ]. В структуре СЭ можно выделить силовую часть (полупроводниковый преобразователь), образованную управляемыми полупроводниковыми ключами, которые обеспечивают регулируемую передачу энергии под воздействием сигналов информационной части, осуществляющей логическую обработку аналоговой и цифровой информации в процессе регулирования выходных параметров в зависимости от внешних управляющих воздействий и сигналов обратной связи []. I и III квадрантах (транзисторные модули). Необходимо отметить, что расширение коммутационно-логических возможностей силовых полупроводниковых ключей сопровождается упрощением схемы и одновременно расширением функциональных возможностей силовой части СЭ. Типовые полупроводниковые преобразователи имеют сравнительно низкий коэффициент мощности (не более 0,7), высокий уровень гармоник потребляемого тока (более %) и ориентированы, как правило, на реализацию одного вида преобразования электрической энергии, например, переменного тока в постоянный (АС-ОС), постоянного тока в переменный (ОС- АС), переменного тока одной частоты в переменный ток другой частоты (АС-АС)и т. Жесткие требования электромагнитной совместимости вынуждают использовать совместно с типовыми полупроводниковыми преобразователями громоздкие фильтро-компснсирующие устройства, что существенно усложняет и удорожает СЭ. В последнее время широкое распространение получили новые силовые приборы, такие как полевые и биполярные транзисторы с изолированным затвором, интеллектуальные силовые интегральные схемы [,,,]. Способность реализации полного коммутационного цикла с токами до сотен и более ампер при минимальной мощности управления определяет уникальные коммутационно-логические характеристики указанных приборов, которые позволяют реализовать СЭ, воспроизводящие различные виды преобразований электрической энергии в зависимости от задающих информационных сигналов. Такие СЭ способны решать не только задачи управления нагрузкой при линейном нагружении источников входного напряжения, но и формировать функции выходного напряжения и потребляемого тока заданных видов при произвольной в общем случае форме входного напряжения.