Экспериментальное исследование жёсткости выходной характеристики мостового преобразователя постоянного тока

Б.А. Авдеев, Алексей Викторович Вынгра
{"title":"Экспериментальное исследование жёсткости выходной характеристики мостового преобразователя постоянного тока","authors":"Б.А. Авдеев, Алексей Викторович Вынгра","doi":"10.17213/0136-3360-2023-4-92-97","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Мостовой преобразователь постоянного тока широко применяется в блоках питания, вторичных источниках электропитания, твердотельных трансформаторах. Обычно такие преобразователи имеют обратную связь по напряжению, которая поддерживает выходное напряжение в заданных пределах. Проведены экспериментальные исследования по определению жёсткости выходной характеристики мостового преобразователя. Выполнена экспериментальная установка по исследованию выходных параметров преобразователя. Разработана принципиальная схема установки, представлены её описание и паспортные данные всех элементов. На установке получены осциллограммы работы мостового преобразователя. Управление преобразователем осуществляется с помощью фазового смещения. Экспериментально сняты значения выходного напряжения и выходного тока при разных фазовых смещениях (90, 144 и 180°), разном входном напряжении (20, 40 и 60 В) и нагрузке (2 – 250 Ом). Полученные результаты представлены в виде таблицы и графических зависимостей. Рассчитана жесткость выходных характеристик. Показано, что частота коммутации в 5 кГц при напряжении 60 В и смещении в 180° является минимально допустимой, т.к. трансформатор будет работать в режиме, близком к насыщению магнитопровода. Применение напряжения 80 В приводит к резкому возрастанию входного тока. Увеличение частоты коммутации силовых транзисторов не сказывается на жёсткости выходной характеристики, если частота коммутации не превышает допустимую. Использование силовых выпрямительных диодов вместо высокоскоростных импульсных влечёт за собой проседание жёсткости, особенно на высоких частотах переключения. Исследования показали, что выходная характеристика мягкая и нелинейна при небольших значениях тока, когда преобразователь входит в режим прерывистого тока. В режиме непрерывного тока жёсткость сохраняется на уровне 2 – 3% вне зависимости от частоты коммутации, уровня напряжения и нагрузки. Жёсткость увеличивается с увеличением фазового смещения.","PeriodicalId":105792,"journal":{"name":"Известия высших учебных заведений. Электромеханика","volume":"19 7","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-12-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Известия высших учебных заведений. Электромеханика","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.17213/0136-3360-2023-4-92-97","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

Abstract

Мостовой преобразователь постоянного тока широко применяется в блоках питания, вторичных источниках электропитания, твердотельных трансформаторах. Обычно такие преобразователи имеют обратную связь по напряжению, которая поддерживает выходное напряжение в заданных пределах. Проведены экспериментальные исследования по определению жёсткости выходной характеристики мостового преобразователя. Выполнена экспериментальная установка по исследованию выходных параметров преобразователя. Разработана принципиальная схема установки, представлены её описание и паспортные данные всех элементов. На установке получены осциллограммы работы мостового преобразователя. Управление преобразователем осуществляется с помощью фазового смещения. Экспериментально сняты значения выходного напряжения и выходного тока при разных фазовых смещениях (90, 144 и 180°), разном входном напряжении (20, 40 и 60 В) и нагрузке (2 – 250 Ом). Полученные результаты представлены в виде таблицы и графических зависимостей. Рассчитана жесткость выходных характеристик. Показано, что частота коммутации в 5 кГц при напряжении 60 В и смещении в 180° является минимально допустимой, т.к. трансформатор будет работать в режиме, близком к насыщению магнитопровода. Применение напряжения 80 В приводит к резкому возрастанию входного тока. Увеличение частоты коммутации силовых транзисторов не сказывается на жёсткости выходной характеристики, если частота коммутации не превышает допустимую. Использование силовых выпрямительных диодов вместо высокоскоростных импульсных влечёт за собой проседание жёсткости, особенно на высоких частотах переключения. Исследования показали, что выходная характеристика мягкая и нелинейна при небольших значениях тока, когда преобразователь входит в режим прерывистого тока. В режиме непрерывного тока жёсткость сохраняется на уровне 2 – 3% вне зависимости от частоты коммутации, уровня напряжения и нагрузки. Жёсткость увеличивается с увеличением фазового смещения.
直流-直流电桥转换器输出特性刚度的实验研究
直流桥转换器广泛应用于电源、二次电源和固态变压器。此类转换器通常具有电压反馈功能,可将输出电压保持在规定范围内。为了确定桥式转换器输出特性的刚度,我们进行了实验研究。为研究转换器的输出参数,进行了实验安装。实验装置的电路图已绘制完成,并提供了所有元件的说明和护照数据。在装置上获得了桥式变流器运行的振荡图。转换器通过移相控制。不同相位偏移(90、144 和 180°)、不同输入电压(20、40 和 60 V)和负载(2 - 250 欧姆)下的输出电压和输出电流的实验值。获得的结果以表格和图形的形式呈现。计算了输出特性的刚度。结果表明,在 60 V 电压和 180° 偏移条件下,5 kHz 的开关频率是允许的最低频率,因为变压器将在接近磁芯饱和的模式下运行。80 V 电压会导致输入电流急剧增加。如果开关频率不超过允许频率,提高功率晶体管的开关频率不会影响输出特性的稳定性。使用功率整流二极管代替高速脉冲二极管会导致刚度下降,尤其是在开关频率较高时。研究表明,当转换器进入间歇电流模式时,输出特性在低电流值时是软的和非线性的。在连续电流模式下,无论开关频率、电压水平和负载如何,刚度都保持在 2 - 3%。刚度随相位偏移的增加而增加。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
求助全文
约1分钟内获得全文 求助全文
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:604180095
Book学术官方微信