CC BY
8
РАДЮЕЛЕКТРОН1КА
Рисунок 2 - Результаты моделювання nepexidnogo теплового режиму кристалу
Таким чином, за допомогою пакета Circuit Maker е можлив1сть моделювати як електричш, так i теплов1 процеси в схемах та констрyкцiяx мжроелектронних приладiв. Значною перевагою пакета е його достyпнiсть, зручний iнтерфейс, широю фyнкцiональнi можливостi, в тому чи^ можливiсть представлення вxiдниx та вих^них даних у наочному графiчномy виглядь
ПЕРЕЛ1К ПОСИЛАНЬ
1. Федасюк Д.В. Методи та засоби теплового проектування мтроелектронних пристроТв. - Льв1в: Видавництво Державного ушверситету "Льв1вська пол1техшка", 1999. -228с.
Надшшла 10.01.2000 Шсля доробки 07.02.2000
УДК 621,314,6
ВРАХУВАННЯ ПАРАМЕТР1В ЕЛЕМЕНТ1В СХЕМИ В РЕЖИМ1 П1ДВИЩЕННЯ НАПРУГИ 1МПУЛЬСН0Г0 РЕГУЛЯТОРА
В. Д. Флора
Предложено учитывать параметры источника и элементов схемы импульсного регулятора в режиме повышения напряжения методом энергетического баланса.
Запропоновано врахування nаpамeтpiв джерела та еле-мeнтiв схеми iмnульснoгo регулятора в peжимi тдвищення напруги методом енергетичного балансу.
It is offered to take into account parameters of a source and circuit elements of an impulse regulator in the mode of rise of voltage by a method of energy balance.
Перетворювачi постшно! напруги в постшну ефектив-но застосовуються з такими джерелами первинного електроживлення, як сонячш батаре!, паливш елементи, термоелектричш генератори i т. i. Вони е основною складовою частиною бтьшоси систем безперервного електропостачання для живлення виконавчих пристро!в з електродвигунами, для узгодження постшних напруг джерела та навантаження [1,2,3].
Одним з найбтьш вживаних у радюелектроннш апа-ратyрi е iмпyльсний регулятор для тдвищення напруги
38
"Радюелектронжа, 1нформатика, управлшня" № 1, 2000
В. Д. Флора: ВРАХУВАННЯ ПАРАМЕТР1В ЕЛЕМЕНТ1В 1МПУЛЬСНОГО РЕГУЛЯТОРА
СХЕМИ В РЕЖИМ1 П1ДВИЩЕННЯ НАПРУГИ
нерегульованого джерела, який розглянуто без враху-вання активних опор!в та !ндуктивностей [4].
Б!льш точн! сп!вв!дношення для усталеного режиму визначаються з урахуванням активних опор!в джерела Едж, накопичувального дроселя Енк та навантаження
Ен , а також 1хн!х шдуктивностей Ьдж , Ьнк , Ьн .
Розрахунковою е схема рис. 1, а часов! д!аграми зм!-нення основних величин наведен! на рис. 2.
Ьдж ^нк ^нк
и
У8
V
УБ
м
Ис
Ьн -►
12Ы
11Ы=11С
12С
_Г" Снк
11С
ь + ь
АШ = джп нк ■ (I
ь нк 2
2 2 2 I ■ ) =
нк тт '
нк тах нк тт
I = I +=:-2к.
нк тах нк ср 2 '
I . = I - А^.
нк тт нк ср 2
Рисунок 1 - Пгдвищуючий напругу регулятор с паралельним накопичуючим конденсатором
Розмах пульсац!й струму А!нк накопичувального дроселя Ьнк можливо визначити методом енергетичного балансу [5]. Для пром!жку часу 0 < £ < Тр , де Тр - час роз-ряду накопичено'1' енергп:
Рисунок 2 - Часов1 д1аграми зммення основних величин
Враховуючи в формул! (1) залежност! (2) та (3), п!с-ля перетворень:
^нк =
12
и - и +1 (Е + Е ) + нк ср Е
с ср нк ср^ дж нк' т н
нк ср
(1 - а)
(Ьдж + Ьнк) ■ /
= [^к ср( ис ср - и) + Iн2к ср(Едж + Енк) + ^к срЕн]Тр . (1)
Л!неаризуемо залежн!сть гнк(£) :
А!
(4)
де
а = Тнк/Т - в!дносна тривал!сть накопичення енерги. При цьому
(2) (3)
Ьн ср = Iн ср ■ (1 - а) ,
(5)
де Iнк тах, ^к т.п , Iнк ср - в!дпов!дно максимальний,
м!н!мальний та середн!й струми накопичувального дроселя;
ис ср - середня напруга накопичувального конденсатора.
а середн!й струм навантаження (якоря двигуна пост!йно-го струму незалежного збудження) ^ ср визначаеться з! сп!вв!дношень
М = М = С ■ Ф ■ I
с ср м н ср
нк
0
а
+
0
нк
0
0
PAÂIOEËEKTPOHIKA
I
M
H cp См ■ Ф '
м
дe Mc - cтaтичний мoмeнт на вaлy двигyнa. Для иpoмiжкy чacy G < t < Tнк
AW
= Lлж + Lнк ( I 2 - I 2) =
i нк max 1 нк min '
[Ihk cpU + Ihk cp(Rлж + Rhk)]Thk.
(б)
I™ „„ = I„ „„ 1 +
нк cp н cp
n + -2^-1
L ( 1 - а)2-!
(14)
Bpaxoвyючи в (4), (7) фopмyлy (14), ишля rnpe-твopeнь
AI = b ■ ( 1 - а)
нк ( L + L )■ f'
^ лж HK' /
дe
(15)
Bpaxoвyючи фopмyли (H) та (3), иicля пepeтвopeнь:
Ar = [ U + IHK cp(Rлж + RH к ) ] ■ а
HK ( L + L ) ■ f
( Lлœ + LHK) f
(7)
b = Uc cp - U +
+I„„ J 1
H «*{[1 + ô^] ( ^ + RHK ) + RH },
Cepeднiй cтpyм нaкoиичyвaльнoгo дpoceля визнача-eтьcя зi cиiввiднoшeння:
' H к cp _
T1
i2hk cp Tp 1 а
AIHK =
{ U + IH cj1 + (l^ ( ^ + RHK)}а
(Lлж + LHK) ■ f
(16)
^му
Пopiвнюючи фopмyли (15) та (16), як визначають oднy й ту ж вeличинy, oдepжимo:
I = ' 2нк cp
нк cp 1 - а
(8) U
U
Bиxoдячи з иepшoгo зaкoнy Kipxгoфa, для cepeднix cтpyмiв y точщ "а" pиc. 1.:
c cp 1 - а
1 - Hаг, , а2
+ i { 1—Н^Гт +_-i_I(R + R ) - R
H cp{ 1 - а " * т ^ лж JVHK'1 JV
( 1 - а ) 2
( 1 - a)2j лж нкУ н( 1 - а)2 + а2
(17)
I _ I + I .
Ннк cp 2н cp 2c cp
(9)
B ycтaлeнoмy peжимi пpиpicт кiлькocтi eлeктpики тaкoж ycтaлeний, тобто
AQhc = AQlc ,
Iз зaгaльнoгo cиiввiднoшeння (17) мoжливo oдepжaти бiльш иpocтi фopмyли для piзниx oкpeмиx вииaдкiв. Зoкpeмa, якщр RH « G ,
Rлж + RHK « G,
I ■ T = I ■ T
2c cp p 1 c cp нк
r2c cp ( 1 - a) = Т1 c cp 2 .
Ocкiльки
11c cp = 11н cp = 'h cp ■ a ,
з фopмyл (1G) та (11):
2
I.„ „ „ = I
2н cp н cp 1
U
U
(1G)
(11)
(1H)
c cp 1 - а
(18)
тoбтo - така ж фopмyлa, як i нaвeдeнa [1, H, 3, 4].
Poзмax пyльcaцiй нaиpyги на кoндeнcaтopi CHK
зpyчнiшe иiдpaxoвyвaти для иpoмiжкy чacy G < t < THK , ock^m для ньoгo ¿hhk = G , ¿ic = ¿iH . B татаму paзi
AWc = f ( U2 max - UH min ) = ( 'н cpUc cp + 'H cp ■ Rh )THK.(19)
Toдi зi cиiввiднoшeння (9), вpaxoвyючи (5) та (1H), oдepжимo
Bpaxoвyючи, ùo
r = r ( 1- a ) + a2
1 2hk cp 1 h cp i - a
(13)
а з фopмyли (8):
AUc
U = U +-c •
c max c cp 2
AUc
U . = U--i:
c min c cp 2
(2G) (21)
40
"Pадioeлeктpoнiка, iнфopмaтикa, yпpaвлiння" № 1, 2000
нк
ю
В. Д. Флора: ВРАХУВАННЯ ПАРАМЕТР1В ЕЛЕМЕНТ1В СХЕМИ В РЕЖИМ1 П1ДВИЩЕННЯ НАПРУГИ 1МПУЛЬСНОГО РЕГУЛЯТОРА
п!сля перетворень
I (1 + Iн ср Е н
н <4 и Аи = с с-р
с С ■ /
(22)
Для в!дпов!дних випадк!в п!дставляеться в!дпов!дне значення ис ср , п!драховане за формулою (17).
Для того ж пром!жку часу 0 < £ < Тнк , враховуючи що
Ьн - !ндуктивн!сть навантаження, можливо записати:
!ндуктивност! обмоток: ьа - якоря;
Ьпсз - посл!довного збудження; Ьк - компенсуючо'';
Ьдп - додаткових полюс!в.
Приблизно визначити Ьла можливо за формулою [6]:
и
Ьла = в
' N
Р■ЮN■V
(28)
АШЬнк 2 (Ь тах Iн т1п) (Ь ср^ ис ср + Ь ср ■ Ен)Тнк
П!сля перетворень з р!вняння (23):
( ис ср + Ь срЕн)а
АIн =
Ьн ■ /
(23)
(24)
Для р!зних окремих випадк!в у формул! (24) врахо-вуеться ис ср за формулою, одержаною з! сп!вв!дношен-
ня (17). Зокрема, якщо активн! опори Е1 ~ 0, то
де коеф!ц!ент в = 0, 25 - для двигун!в з компенсац!йною обмоткою, в = 0, 6 - без компенсацшно! обмотки;
UN, ^, ЮN - в!дпов!дно ном!нальн! напруга, струм якоря та кутова швидк!сть обертання;
р - число пар полюс!в машини.
Таким чином, одержан! уточнен! формули для основ-них величин в усталеному режим! !мпульсного регулятора з урахуванням параметр!в схеми.
Ы = __,
н Ьн - / ■ (1 - а) ,
тобто таке ж сп!вв!дношення, як ! наведене [4].
У сп!вв!дношеннях (23)-(25) !ндуктивн!сть ланцюга навантаження
Ьн Ьр + Ьла ,
де ьр - !ндуктивн!сть згладжуючого реактора,
ПЕРЕЛ1 К ПОСИЛАНЬ
1. Северне Р., Блум Г. Импульсные преобразователи постоянного напряжения для системы вторичного електропитания: Пер. с англ. под ред. Л. Е. Смольникова.-М.: Энергоатом-
(25) издат, 1988.-294 с.
2. Четти П. Проектирование ключевых источников электропитания: Пер. с англ.-М.: Энергоатомиздат, 1990.-240 с.
3. Поликарпов А. Г., Сергиенко Е. Ф. Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА.-М.: Радио и связь, 1989.-160 с.
4. Флора В. А. Досл1дження режиму тдвищення напруги ¡м-пульсних регуляторiв з паралельним накопичувальним конденсатором. Електричний журнал, 1997, №2, с. 28-32.
5. Флора В. А. Використання рiвнянь енергетичного балансу
(26) при розрахунках усталених режимiв ¡мпульсних регулятс^в. Електричний журнал, 1998, № 1, с. 28-32.
6. Андреев В. П., Сабинин Ю. А. Основы электропривода.-М.-Л.: ГЭИ, 1963.-772 с.
Надшшла П3.0П.99
Ьла Ьа + Ьпсз + Ьк + Ьдп
(27)
