Разработка и исследование высокочастотных транзисторных преобразователей напряжения с резонансным контуром

• Автор: Макаров, Вячеслав Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Г ЛАВА 1. Сравнительный обзор резонансных преобразователей постоянного напряжения
1.1. Квазирезонансные преобразователи постоянного напряжения
1.2. Преобразователи постоянного напряжения класса Е
1.3. Преобразователи постоянного напряжения с последовательным резонансным контуром и последовательным подключением нагрузки
1.4. Преобразователи постоянного напряжения с последовательным резонансным контуром и параллельным подключением нагрузки
Выводы по главе
ГЛАВА 2. Анализ двухинтервального режима работы преобразователя постоянного напряжения с последовательным резонансным контуром и параллельным подключением нагрузки методом переменных состояния
2.1. Базисная система координат и основные допущения
2.2. Решение системы уравнений методом переменных состояния
2.2.1. Мгновенные значения тока и напряжения в схеме
2.2.2. Регулировочная характеристика преобразователя
2.3. Спецификация основных параметров
2.4. Режим резонанса и холостого хода
2.5. Граничный режим работы
2.6. Результаты анализа
Выводы по главе
ГЛАВА 3. Анализ трехинтервального режима работы преобразователя с последовательным резонансным контуром и параллельным подключением нагрузки методом переменных состояния
3.1. Решение системы уравнений методом переменных состояния
3.2. Внешняя характеристика преобразователя
3.3. Выбор параметра с]

3.4. Моделирование процессов в преобразователе постоянного напряжения с последовательным резонансным контуром и параллельным подключением нагрузки
Выводы по главе
ГЛАВА 4. Приближенный метод анализа электромагнитных прицес-сов преобразователя постоянного напряжения с последовательным контуром и сравнение результатов с точным методом
4.1. Спецификация параметров
4.2. Сравнение результатов точного и приближенного методов
Выводы по главе
ГЛАВА 5. Особенности работы ППН-ПРК в качестве источника питания люминесцентных ламп
5.1. Анализ преобразователя с последовательным резонансным контуром и параллельным подключением нагрузки
5.1.1. Эквивалентная схема
5.1.2. Анализ эквивалентной схемы
5.2. Методика расчета преобразователя ЭПРА
5.3. Моделирование процессов в ЭПРА
Выводы по главе
ГЛАВА 6. Экспериментальное подтверждение и практическая реализация теоретических результатов
6.1. Многоканальный ППН-ПРК
6.2. Промышленные электронные пускорегулирующие аппараты для люминесцентных ламп на основе ППН-ПРК
6.2.1. ЭПРА для компактных люминесцентных ламп
6.2.2. ЭПРА для двух люминесцентных ламп 40 Вт
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ.
В настоящее время в связи с развитием миниатюризации радиоэлектронной аппаратуры резко возросли требования к высокочастотным преобразователям постоянного напряжения (ППН) по массо-объемным характеристикам, качеству выходного напряжения, эффективности и надежности. Миниатюризировать ППН, т.е. увеличить их удельную мощность (Вт/дм3 или Вт/кг) можно только при дальнейшем повышении частоты преобразования и реализации их с применением микроэлектронной полупроводниковой и (или) гибридной технологии. С появлением мощных высокочастотных полупроводниковых приборов основной задачей при разработке становится правильный выбор схемотехнических решений построения ППН, позволяющих наиболее полно использовать частотные свойства элементной базы, обеспечить высокий КПД, надежность и электромагнитную совместимость ППН с функциональной аппаратурой. В связи с этим необходимо решить вопросы защиты полупроводниковых приборов от перенапряжений и вторичного пробоя, снижения коммутационных потерь мощности, уменьшения помех, создаваемых ППН. В противном случае будет невозможно реализовать высокочастотные ППН в промышленности. Хотя каждый из этих вопросов имеет свои особенности, однако, решаются они до настоящего времени, в основном, путем формирования траектории переключения силовых транзисторов и диодов. Формирующие цепи, обеспечивая задержку между спадом напряжения и фронтом тока силового транзистора при его включении, а также спадом тока и фронтом напряжения при выключении силового транзистора, значительно снижают коммутационные потери мощности. При этом форма тока через силовой транзистор остается практически прямоугольной и, следовательно, сохраняются все недостатки, связанные с ней (высокий уровень электромагнитных помех, перенапряжения на полупроводниковых приборах, высокие требования к инерционным свойствам выпрямительных диодов и т.п.). Необходимо отметить, что поскольку время действия формирующих цепей ограничено временами фронта и спада, установленная мощность дросселей и конденсаторов формирующих цепей невелика.

иу-Ь:: + ис для а < со < с0~к
Запишем эти системы дифференциальных уравнений первого порядка в форме Коши.
1 ли с к = — + кп

Л г. _ _и± ик +
. с!( ь А
шс .. кп

к _ + 1
. Ж А А
В матричной форме записи

[ФММ+Мг],
матрица-столбец переменных состояния;
[A] — основная матрица системы уравнений;
[B] — матрица связи; структура этой матрицы определяет характер связи входа системы с различными переменными состояния;
[К] = }нпи,кТ — матрица воздействий Т;
Г И=И„лГ
В данном случае

Г 0 1] '
С -I 0 [5]= ~с

. 1 ь

‘'Н.П

гн.п ~ +1н.п
О < со Л < а
*Н.П ~ Iн.п
ОгТк
а <