майже повний напівперіод відкритий транзистор нижнього плеча - VT3. Коли відкривається відповідний йому діагональний транзистор VT1 в навантаженні протікає струм. Після зняття керуючого імпульсу з VT1 енергія накопичена в індуктивності розсіювання розсіюється по ланцюгу: `+ Ls? VT3? VD4?- Ls`. Аналогічний процес протікає і при комутації транзисторів VT2, VT4.
Рис. 8
Розглянемо діапазон зміни відносної тривалості імпульсу, для цього розглянемо рис. 9.
Рис. 9
З цього малюнка видно, що відносна тривалість імпульсу обмежена мінімальним і максимальним часом дії імпульсу.
Максимальне і мінімальний час імпульсу обмежено динамічними властивостями ключових елементів. Крім того, мінімальний час імпульсу обмежено статичними втратами, зумовленими падінням напруги на польових транзисторних модулях і випрямної осередки. В якості випрямних діодів вибираємо діодні модулі Шотткі 403SNQ150 з падінням напруги при струмі 250 А, U vd=0.7 В.
Падіння напруги на транзисторних модулях вихідного інвертора становить
U vt=2? I? R ВТК. макс. =2? 250? 0.0033=1.65 В.
Падінням напруги в згладжуючому дроселя можна знехтувати.
Сумарні втрати напруги становить
S=U vt + U vd=2.35 В.
Відомо, що вих=g? U вх,
де g=2t і/T - відносна тривалість імпульсу.
Знайдемо мінімальну g:
g хв=U S/U вх. макс=2.35/51.8=0.046=4.6%
Враховуючи втрати в трансформаторі, приймаємо мінімальну відносну тривалість імпульсу рівній 9%.
вих. хв=0.09? U вх. хв=0.09? 40=3.6 В.
Так як при даній відносної тривалості імпульсу відбувається перемикання польових транзисторних модулів вихідного інвертора, то сумарний струм навантаження не повинен перевищувати I ком. =250 А. Розрахуємо мінімальний опір навантаження:
хв=(U вих. хв. - US)/I ком. =(3.6 - 2.35)/I ком. =5? 10 - 3 Ом
При цьому час імпульсу становить:
і=g хв? Т/2=0.09? 25? 10 - 6=2.25 мкс
цей час імпульсу не повинно перевищувати максимального часу наростання і спаду імпульсу зазначеного в довідкових даних на IGBT модулі вхідних інверторних осередків. Вибираємо Полумостовой IGBT модулі виробництва ВАТ «Електровипрямітель» М2ТКІ - 25-12, максимальні часом затримки наростання включення td (on)=65 нс і часом затримки вимкнення td (off)=420 нс. Очевидно, що дані параметри можна визнати задовільними для даного пристрою.
Розрахуємо максимальну відносну тривалість імпульсу.
У цьому випадку основними обмеженнями є часи затримки вимкнення транзисторних модулів вхідного інвертора і мінімальним часом паузи T off, необхідної для розсмоктування енергії накопиченої в індуктивності розсіювання.
Т off=td (on) + td (off) + D t=600 нс.
g макс=(Т/2-Т off)/Т=(25? 10 - 6 - 0.6? 10 - 6)/25? 10 - 6=0.976=97%
однак, треба враховувати час, необхідний контролеру для перезавантаження таймерів, і перемикання транзисторів, тому вибираємо g макс=90%. Максимальна напруга при цьому становить:
вих=0.9? U вх макс=0.9? 51.8=46.62 В
Мінімальна напруга:
вих=0.9? U вх хв=0.9? 40=36 В
При максимальному струмі навантаження I макс. =1000 А.
макс=(U вих - US)/I макс. =(36 - 2.35)/1000=33? 10 - 3 Ом
Опис системи управління
Система управління пристроєм побудована у вигляді інформаційної мікромережі, що складається з двох мікроконтролерів МК1 - МК2, об'єднаних послідовним каналом обміну інформацією. Центральний мікроконтролер МК1 є провідним, а більш швидкодіючий МК2, управляє інверторними осередками.
Провідний мікроконтролер реалізує алгоритм роботи джерела за програмою введеної оператором, він також здійснює діагностику перетворювача і індикацію режиму роботи.
У завдання веденого мікроконтролера МК2 входить стабілізація вихідного струму, а також управління плавним збільшенням і зменшенням струму на виході випрямних осередків необхідним для «м'якого» перемикання транзисторів вихідного інвертора. Стабілізація вихідного струму здійснюється на рівні 250 А по сигналу зворотного зв'язку одержуваної з датчиків струму знаходяться в ланці високочастотного випрямляча. Аналоговий сигнал, зчит...
