Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) ( 43 ) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (43)

CD f

Рис. 9.7. к анализу режимов работы чопперной схемы"

принципиально не меняется, а постоянство напряжения на нагрузке обеспечивается достаточной величиной емкости С. Поэтому от интегрирования мы перейдем к простому произведению:

д/,=-(с/„-с/„К.

Из предыдущего раздела нам известно, что

Следовательно, после подстановки мы получим:

t.. .

в окончательном, удобном для анализа виде формула оценки режима работы чопперного стабилизатора выглядит следующим образом:

A.-.=(l-y)TyJ=(l-y)yj-

Теперь выясним, что происходит, когда схема начинает работать в режиме разрывных токов дросселя.

Режим разрывных токов

Из рисунка 9.8 видно, что в этом случае мы также можем воспользоваться выражениями, полученными нами выще. Режим разрывных токов для чопперной схемы нежелателен, поэтому следует выбирать индуктивность дросселя фильтра такой, чтобы его избежать. Проверочное условие для величины индуктивности дросселя:



L>(l-Y™n)> где Ymin - минимальный коэффициент заполнения.

IL. Ы1

tn ,

Рис. 9.8. Режим разрывных токов дросселя

Замечание для любознательных. Как получена эта формула?

И в самом деле, откуда берется цифра «2» в знаменателе? На первый взгляд кажется, что здесь вкралась ошибка, которая «кочует» из одной книги в другую. Задавшись этим вопросом, автор пересмотрел немало технических изданий, но нигде не удалось найти вывод формулы для оценки режима разрывных токов. Оставалось вывести ее самостоятельно.

Читатели, не особенно любящие вдаваться в тонкости расчетных соотношений, спокойно могут пропустить это замечание и пользоваться готовым результатом. Но для начинающих разработчиков будет весьма полезно «сразиться» с математикой импульсных процессов.

Переходный процесс при включении чоппера показан на рис. 9.9. До начала работы энергия в индуктивных и емкостных элементах отсутствует, поскольку нет тока в индуктивности L, нет напряжения на конденсаторе С. Первый цикл «заряд-разряд» порождает добавку тока Aig в индуктивном элементе, которая заряжает конденсатор фильтра. Ток в индуктивном элементе, таким образом, будет иметь две составляющих: переменную, обозначенную на рисунке пилообразной линией, и постоянную г„, для которой конденсатор фильтра как бы «не виден» (сопротивление конденсатора постоянному току бесконечно). Эта ситуация схематически показана на рис. 9.10.

В режиме безразрывных токов дросселя ток непрерывно течет как в нагрузке, так и в индуктивном элементе. Режим разрывных токов характеризуется тем, что ток в индуктивном элементе время от време-



ни прерывается. В нагрузке ток не прерывается никогда в силу того, что конденсатор, вьщеляя постоянную составляющую, выполняет роль эквивалента источника ЭДС.

Итак, изобразим графически режим, пограничный с разрывным, и определим среднее значение г, как отношение площади треугольника и периода коммутации Т. Мы опять как бы «размазали» эту площадь по периоду, превратили треугольник в эквивалентный прямоугольник, заштрихованный на рисунке 9.11.

/ т i„ =- Аг. -dt + - Air-dt

0 3 t,

где Дг - амплитуда изменения тока дросселя (полный размах «нарастание-спад»).


Рис. 9.9. Переходный процесс в индуктивном элементе при запуске стабилизатора

Рис. 9.10. Выходной каскад чоппера по отношению к постоянному току нагрузки


Рис. 9.11. Пояснение фильтрации импульсного напряжения После стандартных преобразований получаем:



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) ( 43 ) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110)