291

6.1. UKŁADY PODSTAWOWE. WŁAŚCIWOŚCI I WIELKOŚCI ZALEŻNE 291

Układ przedstawiony na rys. 6.7a został po raz pierwszy podany przez Cuk’a (ang. Cuk converter; voltage source transfer buck-boost converter).

Przykładem układu z pośredniczącym źródłem napięciowym jest układ pokazany na rys. 6.7b. W układzie tym energia jest przekazywana ze źródła o niższym napięciu (np. z baterii słonecznej) do źródła o wyższym napięciu (np. do akumulatora chemicznego), za pośrednictwem źródła napięciowego U.

Charakterystyki prądowo-napięciowe omawianych dotychczas przekształtników przebiegają w pierwszej ćwiartce płaszczyzny ze współrzędnymi prostokątnymi: napięcie wyjściowe — prąd wyjściowy. Istnieją jednakże takie zastosowania praktyczne przekształtników napięcia stałego na napięcie stałe, w których wymaga się, aby charakterystyki prądowo-napięciowe przebiegały w dwóch (lub więcej) ćwiartkach płaszczyzny U L Realizacja takich układów wiąże się z koniecznością uzyskania obu znaków składowych wymaganych wielkości zależnych. Ponadto, źródło zasilania musi być zdolne do przyjmowania energii, a odbiornik musi zawierać źródło zdolne do oddawania energii.

Układy dwukwadrantowe mogą być zasilane ze źródła napięciowego lub ze źródła prądowego. Rysunek 6.8 ilustruje topologię przekształtnika dwukwad-

Rys. 6.8. Dwukwadrantowy przekształtnik napięcia stałego na napięcie stałe: a) układ podstawowy; b) obszary charakterystyk prądowo-napięciowych

rantowego zasilanego ze źródła napięciowego. W układzie tym jest możliwe przyjęcie dwóch różnych strategii sterowania łączników. W pierwszym sposobie sterowania funkcja stanu H_t jest przypisana obu łącznikom aktywnym, Si i S_la, natomiast funkcja stanu H₂ (przy czym H₂ = l—H₁ = Hf) jest przypisana łącznikom biernym, S₂ i S_2a■ Wielkości zależne wyrażają się w tym przypadku następująco:

u₂ = H_lU₁-H₂U₁=(2H₁-l)U₁    (6.61)

ii ⁼ H_tI₂ — H ₂1₂ — (2H! — 1)/    (6.62)

Z równań (6.61) i (6.62), po uwzględnieniu równania (6.1) otrzymuje się wyrażenia na składowe wymagane

U_d2 = (^-l)u_i    (6.63)

fdl

2

~A

2

(6.64)