1

SZ_EN_w7

PRZEKSZTAŁTNIKI REZONANSOWE

Wprowadzenie

Podstawowe pojęcia
Przekształtniki z obciążeniem rezonansowym
Impulsowe przekształtniki rezonansowe

Przekształtniki przełączane w zerze napięcia
Przeksztaltniki przełaczane w zerze prądu

Zalety, zastosowania

2

SZ_EN_w7

Wprowadzenie – jedno ramię przekształtnika

W przekształnikach impulsowych („twardo przełączanych” ) przełączanie

odbywa się przy dużym napięciu i dużym prądzie – to powoduje straty)

Idea przekształtników rezonansowych ”miękko przełącznych” polega na tym,

aby przełaczanie odbywało się gdy napięcie jest bliskie zeru (

ZVS- zero-voltage-

switching) lub gdy prąd jest bliski zeru (ZCS-zero-current-switching)

3

SZ_EN_w7

Przebiegi przy „twardym” przełączaniu

4

SZ_EN_w7

Układy odciążające dla zmniejszania strat

5

SZ_EN_w7

Trajektoria „miękkiego” przełaczania

6

SZ_EN_w7

Nietłumiony obwód rezonansowy

(warunki początkowe są niezerowe)

7

SZ_EN_w7

Obwód rezonansu szeregowego z równoległym obciążeniem

(warunki początkowe są niezerowe)

8

SZ_EN_w7

Impedancja obwodu rezonasu szeregowego

Impedancja jest pojemnościowa poniżej częstotliwości rezonansu

9

SZ_EN_w7

Nietłumiony obwód rezonansu równoległego

Wzbudzany jest źródłem prądowym

10

SZ_EN_w7

Impedancja obwodu z rezonansem równoległym

Impedancja jest indukcyjna poniżej częstotliwości rezonansowej

11

SZ_EN_w7

Obwód rezonznsowy – ćwiczenie iPES

12

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z szeregowym rezonansem po stronie

obciążenia (SLR)

13

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z szeregowym rezonansem po stronie

obciążenia (SLR) - przebiegi

Częstotliwość przełaczeń niższa niż połowa częstotliwości rezonansowej

14

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z szeregowym rezonansem po stronie

obciążenia (SLR) – przebiegi c.d.

Częstotliwość przełaczeń większa niż połowa częstotliwości

rezonansowej

15

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z szeregowym rezonansem po stronie

obciążenia (SLR) – przebiegi c.d.

Częstotliwość przełaczeń większa niż częstotliwość rezonansowa

16

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z szeregowym rezonansem po stronie

obciążenia (SLR) - charakterystyki

Prąd wyjściowy w funkcji częstotliwosci pracy, dla różnych wartości

napięcia wyjściowego

17

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z szeregowym rezonansem po stronie

obciążenia (SLR) - sterowanie

Częstotliwość pracy musi być zmieniana aby zmienić napięcie wyjściowe

18

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z rónoległym rezonansem po stronie

obciążenia (PLR) - schemat

19

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z rónoległym rezonansem po stronie

obciążenia (PLR) - przebiegi

Prąd przerywany

20

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z rónoległym rezonansem po stronie

obciążenia (PLR) – przebiegi c.d.

Prąd ciągły, częstotliwość pracy poniżej rezonanowej

21

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z rónoległym rezonansem po stronie

obciążenia (PLR) – przebiegi c.d.

Prąd ciągły, częstotliwość pracy powyżej rezonanowej

22

SZ_EN_w7

Przekształtnik dc/dc z rónoległym rezonansem po stronie

obciążenia (PLR) – charakterystyki

Napięcie wyjściowe w funkcji częstotliwości pracy, dla różnych prądów

23

SZ_EN_w7

Przekształtnik hybrydowy dc/dc

Kombinacja rezonansu szeregowego i równoległego

24

SZ_EN_w7

Przekształtnik z rezonansem równoległym i źródłem prądowym

Prosty obwód ilustrujący pracę przy częstotliwości podstawowej

25

SZ_EN_w7

Przekształtnik z rezonansem równoległym i źródłem prądowym

Zwykłe tyrystory; zastosowanie: nagrzewanie indukcyjne

26

SZ_EN_w7

Przekształtnik klasy E

(optymalny

stan pracy)

27

SZ_EN_w7

Przekształtnik klasy E

(nieoptymalny

stan pracy)

28

SZ_EN_w7

IMPULSOWE PRZEKSZTAŁTNIKI REZONANSOWE

ZVS

ZCS

ZVS/ZCS

29

SZ_EN_w7

Przekształtnik przełączany w zerze prądu (ZCS) - przykład

ZCS

30

SZ_EN_w7

Przekształtnik przełączany w zerze prądu (ZCS) - napięcie

Napięcie jest regulowane przez zmianę częstotliwości pracy

31

SZ_EN_w7

Przekształtnik przełączany w zerze napięcia (ZVS) - przykład

Liczne

ograniczenia

32

SZ_EN_w7

Przekształtnik przełączany w zerze napięcia (ZVS) -napięcie

ZVS

33

SZ_EN_w7

Pojemności wewnetrzne (pasożytnicze) tranzystora MOSFET

Te pojemności wpływają na pracę przekształtników rezonansowych

34

SZ_EN_w7

Prąd w dławiku musi zmieniać znak

Przekształtnik ZVS z ograniczonym napięciem (CV-clamped voltage)

35

SZ_EN_w7

Przekształtnik ZVS-CV w pracy falownikowej

Bardzo

duże

tętnienia

pradu

wyjściowego

36

SZ_EN_w7

3-fazowy falownik rezonansowy ZVS-CV

Bardzo duże tętnienia pradu wyjściowego

37

SZ_EN_w7

Falownik z rezonansowym obwodem pośredniczącym

Filtr pojemnościowy zastąpiono

obwodem rezonansowym

38

SZ_EN_w7

Falownik obwodem w. cz. - synteza napięcia wyjściowego

Napięcie wyjściowe jest kształtowane z półfal napięcia w.cz.

39

SZ_EN_w7

Przekształtnik ac/ac z obwodem w. cz.