Импульсные преобразователи: 5. Импульсные преобразователи постоянного напряжения

5. Импульсные преобразователи постоянного напряжения

Рисунок 5.1

ИППН предназначены для изменения значения постоянного напряжения. Они служат для питания нагрузки постоянным напряжением U_Н, отличающиеся от напряжения источника питания Е. При этом иногда необходимо стабилизировать U_н при изменении Е и тока нагрузки или изменять U_н по определенному закону независимо от Е.

Выходное напряжение таких преобразователей характеризуется последовательностью импульсов прямоугольной формы с длительностью t_и и паузой t_п (рисунок 5.1), амплитуда которых близка к Е, а среднее значение выходного напряжения U_н.

В основе принципа действия ИППН лежит ключевой режим работы регулирующего полупроводникового прибора, осуществляющего периодическое подключение источника питания Е к выходной цепи преобразователя.

Регулирование выходного напряжения ИППН осуществляется импульсными методами путем изменения параметров выходных сигналов.

Наибольшее применение нашли широтно-импульсный, частотно-импульсный методы и их комбинация.

Широтно-импульсный метод регулирования (ШИР) осуществляется изменением длительности (ширины) выходных импульсов t_и при неизменном периоде их следования T=const; . Среднее значение выходного напряжения преобразователя при ШИР:

, (5.1)

где – коэффициент регулирования.

В соответствии с этой формулой диапазон регулирования выходного напряжения ИППН с ШИР составляют от нуля (t_и =0; γ=0) до Е (t_и =T; γ=1).

Рисунок 5.2

Частотно-импульсное регулирование (ЧИР) производится за счет изменения частоты следования выходных импульсов при неизменной их длительности t_и =const. Регулировочные возможности преобразователя характеризуются соотношением: (5.2)

Выходному напряжению Е соответствует предельная частота следования импульсов, равная , а нулевому выходному напряжению .

Совместное применение ШИР и ЧИР заключается в изменении двух параметров выходных импульсов t_и и и называется комбинированным.

Рассмотрим наиболее распространенные принципы построения схем ИППН (рисунок 5.2.а). Регулирующий элемент условно покажем в виде ключа, функцию которого обычно выполняет тиристор или силовой транзистор. В выходную цепь входит нагрузка Z_н активно-индуктивного характера и при необходимости сглаживающий дроссель L_ф. Иногда применяются более сложные сглаживающие фильтры, например Г – образный LC фильтр. Диод VD₀ предназначен для создания контура протекания тока нагрузки при разомкнутом ключе К.

Рассмотрим процессы протекающие в таком преобразователе. На интервалах включенного состояния ключа t

1-t₂, t₃-t₄, t₅-t₆ напряжение подключается ко входу сглаживающего фильтра , U_вых=Е, диод VD₀ закрыт. Через нагрузку протекает ток i_н по цепи (+Е)-К- L_ф-Z_н –(-Е). На интервалах отключенного состояния ключа t₂-t₃, t₄-t₅ связь выходной цепи с источником питания отсутствует, однако ток через нагрузку продолжается. Он поддерживается энергией, накопленной реактивными элементами – дросселем L_ф и индуктивностью нагрузки L_н и замыкается через VD₀ вследствие чего U_вых=0. Без учета падений напряжения на активных сопротивлениях дросселя L_ф и подводящих проводом U_н=U_вых , определяется средним значением U

вых(t) и находится по формулам 4.1 и 4.2. Ток i_н состоит из участков экспонент нарастания и спадания с постоянной времени . Среднее значение тока .

При переходе к большим мощностям нагрузки (свыше 100кВт) возникают трудности в построении преобразователей по рассмотренной схеме. Они вызваны большими токами , и необходимостью применения большого числа параллельно включенных тиристоров. Кроме того, трудно осуществима конструкция дросселя с большой индуктивностью. ИППН большой мощности выполняют по многотактному принципу, основанному на параллельном включении Т-отдельных преобразователей, работающих на общую нагрузку от общего источника постоянного тока.

Современные российские импульсные преобразователи напряжения (DC/DC адаптеры)

Современные импульсные преобразователи напряжения (DC/DC адаптеры) для питания средств связи (радиостанции Kenwood, Motorola,  и др.) и электроники на автомобильном, железнодорожном, водном транспорте, а так же преобразователи напряжения для шины питания АТС.

Разработчик преобразователей на первое место ставит надёжность и качество выпускаемой продукции, что достигается применением современных комплектующих ведущих мировых производителей (“International Rectifier”, “Motorola”, “HITANO”) и современной схемотехнике. Каждый экземпляр выпускаемой продукции проверяется и настраивается перед продажей, поэтому процент отказов сведён к минимуму.

В следующем перечне представлены некоторые компании, которые не один год пользуются перечисленные преобразователи напряжения.  

ООО “ТРОН-ВТМ”

Компания “ТРОН-ВТМ” поставляет оборудование, осуществляет монтаж и запуск в эксплуатацию систем профессиональной радиосвязи, систем звуковой и телефонной и сотовой связи. Опыт работы на рынке около 20 лет. Помощь в решении самых сложных задач обеспечения оперативной связью.

город: Екатеринбург

АО “ЭХО”

Работает на рынке с 1991года. Является официальным постащиком продукции Моторола,ALAN, Kenwood, Icom, Vertex Standard, Сова, Гранит.

город: Уфа

ОАО “НИС ГЛОНАСС”

ОАО «Навигационно-информационные системы» (сокращенно «НИС ГЛОНАСС») – лидер российского рынка навигационно-информационных систем, системный интегратор наиболее крупных проектов внедрения технологий ГЛОНАСС в России.

город: Москва

ООО «Компания М-Профиль»”

Оптовая и розничная продажа радиостанций, помощь в регистрации, обслуживание и ремонт. .

город: Свердловская область, г. Верхняя Пышма 

ООО “Фирма “Тембр”

С 1989 года на рынке средств и систем профессиональной радиосвязи. Официальный партнер Motorola, Vertex Standart, Hytera, ICOM, Элина (свето-сигнальное оборудование). Основные направления деятельности компаниии- построение цифровых и аналоговых систем радиосвязи «под ключ», продажа оборудования, сервис.

город: Воронеж 

ООО “Фирма “САЛТАН”

ООО “Фирма “САЛТАН” поставляет оборудование и строит системы оперативной радио и телефонной связи с 1995г. Дилер многих производителей оборудования радиосвязи и аксессуаров. Основной целью своей деятельности ставит эффективное решение задач своих клиентов, используя для этого возможности производителей, опыт своих специалистов и специалистов клиентов.

город: Екатеринбург

ООО “ВЕСТ”

Комплексные системы связи, автоматизации, безопасности.Официальный партнер по поставкам радиооборудования Motorola, Vertex Standard, Alinco, Hytera.Поставка, монтаж, сервисное сопровождение, ремонт оборудования.

город: Новокузнецк

ООО “Интеллектуальные коммуникации “Пятый Элемент”

Аккредитованный системный партнер Motorola, дилер Vertex Standard и др.

город: Кемерово, 

и другие организации.

Продукция доставляется в любую точку России. 

Дополнительная информация по автомобильным преобразователям напряжения

Автомобильные инверторы напряжения

BACnet – Что такое объект BACnet Pulse Converter

Объект Pulse Converter описывается стандартом BACnet как монитор процесса, представленный отсчетами или импульсами.

Тип отслеживаемых процессов может включать в себя задачи, необходимые для обслуживания здания, например, следующие примеры:

• Использование электроэнергии
• Использование воды
• Использование природного газа

Объект Pulse Converter может представлять физический вход. В качестве альтернативы он может получить данные из Present_Value объекта Accumulator, представляющего вход в том же устройстве, что и объект Pulse Converter.

The following table will present the actual properties and associated datatypes of the Group object from the BACnet standard:

Property	Datatype
Object_Identifier	BACnet Object Identifier
Object_Name	Строка символов
Object_Type	Тип объекта BACnet
Описание	Character String
Present_Value	Real
Input_Reference	BACnet Object Property Reference
Status_Flags	BACnet Status Flags
Event_State	BACnet Event State
Reliability	BACnet Надежность
Out_of_Service	Булево значение
Единицы	Инженерные единицы BACnet
Scale_Factor	Real
Adjust_Value	Real
Count	Unsigned
Update_Time	BACnet Date Time
Count_Change_Time	BACnet Date Time
Count_Before_Change	Беззнаковый
COV_Increment	Действительный
COV_Period	Беззнаковый
Notification_Class	Unsigned
Time_Delay	Unsigned
High_Limit	Real
Low_ Limit	Real
Deadband	Real
Limit_Enable	BACnet Limit Enable
Event_Enable	Биты перехода события BACnet
Acked_Transitions	BACnet Event Transition Bits
Notify_Type	BACnet Notify Type
Event_Time_Stamps	BACnet Array (3) of BACnet Time Stamp
Profile_Name	Character String

The developer should pay close обратите внимание на конкретное свойство в предыдущей таблице. Конкретным свойством является свойство Adjust_Value. Это свойство позволяет разработчику настраивать свойство Present_Value путем записи в свойство Adjust_Value, что также приводит к корректировке свойства Count.

В следующем примере из стандарта BACnet представлена ​​структура объекта импульсного преобразователя из реального приложения автоматизации. В этом примере особое внимание уделяется использованию коммунальных услуг в здании:

Свойство: Object_Identifier = (Импульсный преобразователь, Экземпляр 1)
Свойство: Object_Name = “Meter 5”
Свойство: Object_Type = PULSE_19 Свойство 9022
0219 Object_Type = PULSE_CONVERTER
:  Description = “”
Свойство:  Present_Value = 125,0
Свойство: input_reference = ((accumulator, экземпляр 1), present_value)
Свойство: Status_flags = {false, false, false, false}
Свойство: Event_state = Нормальный
.

Свойство: единицы = litters_per_hour
Свойство: Scale_factor = 0,5
Свойство: Advative_value = 500,0
Свойство: Count = 250
Свойство: Обновления. ),
Свойство: count_change_time = (10-Jul-01,11: 30: 01.0),
Свойство: Count_before_change = 523
Свойство: COV_INCREM Уведомление_class = 5
Свойство: Time_Delay = 0
Свойство: HIGH_LIMIT = 1000,0
Свойство: LOW_LIMIT = 0,0
.0219 Свойство:  Event_Enable = {ИСТИНА, ЛОЖЬ, ИСТИНА}
Свойство: ,18:50:21.2), (*-*-*,*:*:*.*), (12-JUL-01,19:01:34.0))

Генерация импульсов для двенадцатиимпульсного и шестиимпульсного тиристора преобразователи

Основное содержание

Генерация импульсов для двенадцатиимпульсного и шестиимпульсного тиристора преобразователи

Библиотека

Simscape / Электротехника / Специализированные энергосистемы / Силовая электроника / Силовая электроника Управление

Описание

Блок генератора импульсов (тиристор) генерирует две последовательности импульсов. Они контролируют двенадцатимпульсный тиристорный преобразователь из двух трехфазных двухполупериодных тиристорных мостов (также называемые мостами Греца). В установившемся режиме каждая последовательность импульсов состоит из шесть равноудаленных прямоугольных импульсов со сдвигом между ними на 60 градусов.

Первый набор импульсов (PY) отправляется на шестиимпульсный мост подключен к вторичной обмотке преобразователя Y/Y/Delta по схеме «звезда» (Y). трансформатор. Второй набор импульсов (PD) отправляется на шестиимпульсный мост, соединенный с треугольником вторичной обмоткой трансформатора преобразователя. Импульсы PD можно настроить так, чтобы они опережали или отставали от импульсов PY на 30 электрических импульсов. градусов, в зависимости от конфигурации соединения треугольником преобразователь трансформатор.

На следующем рисунке показан пример генератора импульсов (тиристорного). блок, соединенный с двенадцатипульсным тиристорным преобразователем.

Блок генератора импульсов (тиристор) можно запрограммировать на управление шестиимпульсный тиристорный преобразователь из одного трехфазного двухполупериодного тиристорный мост. В этой конфигурации последовательность импульсов частичного разряда не сгенерированный, и блок выводит только последовательность импульсов PY. пульс поезд, переименованный в P, подходит для моста Греца, соединенного с преобразователем трансформатор без фазового сдвига между первичной и вторичной обмотками.

Порядок импульсов в последовательности импульсов соответствует естественному порядок коммутации трехфазного тиристорного моста, как показано на рис. следующий рисунок.

В таблице ниже приведены коммутационные напряжения для тиристоров в зависимости от трансформатора. связь. Подключение трансформатора отражает фазовый сдвиг между источником переменного тока и тиристоры.

Thyristor to be ignited	1	2	3	4	5	6
Thyristor to be extinguished	5	6	1	2	3	4
Commutating voltage for a Y-Y connection	Vac	Vbc	Vba	Vca	Vcb	Vab
for a Y-D1 (lagging)	-Vc	Vb	-Va	Vc	-Vb	Va
for a Y-D11 (leading)	Va	-Vc	Вб	-Va	Vc	-Vb

Блок генератора импульсов (тиристор) управляется альфа опорным сигналом угла и сигналом синхронизации и . Сигнал wt представляет собой угол, изменяющийся от 0 до 2*pi радиан, синхронизированный о переходах через нуль основной (положительной) фазы A первичного напряжения трансформатора преобразователя. Весовой сигнал обычно получается из системы фазовой автоподстройки частоты (PLL).

Блок генератора импульсов (тиристор) генерирует внутренний вес рампы для управления импульсами. Угол задержки альфа выражается в электрические градусы, на которые импульс задерживается относительно угла ноль его коммутирующего напряжения. На рисунке показано, как импульс PY поезд сгенерирован.

Блок генератора импульсов (тиристор) можно настроить для работы в двухимпульсном режиме. В этом режиме на каждый тиристор подается два импульса: первый импульс при достижении угла альфа, а затем второй импульс Через 60 градусов, когда сработает следующий тиристор. На этом рисунке показано двойные импульсы в последовательности импульсов PY.

Параметры

Тип генератора

Выберите тип тиристорного преобразователя для управления. Возможные варианты: 6-импульсный и 12-импульсный . Если установлено значение 6-pulse , последовательность импульсов частичного разряда выход не генерируется, а выход PY переименовывается в P.

Соединение обмотки треугольником преобразователь трансформатор. При установке на D1 (отставание) (по умолчанию), импульсы PD отстают от импульсов PY на 30 градусов. При установке на D11 (ведущий) , импульсы PD опережают импульсы PY на 30 градусов.

Ширина импульса (градусы)

Укажите ширину импульсов в градусах. По умолчанию 60 .

Двойной импульс

Если этот флажок установлен, генератор импульсов (тиристорный) блок реализует технику двойного импульса. Значение по умолчанию очищено.

Время расчета

Укажите время расчета блока в секундах. Установите на 0 на реализовать непрерывный блок. По умолчанию 0 .

Входы и выходы

альфа

Сигнал угла альфа задержки, в градусах. Этот вход может быть подключен к блоку констант, или он может быть подключен к контроллеру система управления импульсами генератора.

Вес

Угол, в радианах, от 0 до 2*pi, синхронизированный о переходах через нуль основной (положительной) фазы A первичного напряжения трансформатора преобразователя. Весовой сигнал обычно получается из системы фазовой автоподстройки частоты (PLL).

Блокировать

При значении true (логическое значение 1) блокирует работу генератора. Импульсы отключаются и блокируют работу генератора.

ПЯ, П

Вывод шестиимпульсных сигналов для отправки на шестиимпульсный тиристор преобразователь, подключенный ко вторичной обмотке Y трансформатора преобразователя. Результат называется PY , когда генератор Параметр типа установлен на 12-импульсный и называется P, когда Тип генератора Параметр установлен на 6-импульсный .

PD

Вывод шестиимпульсных сигналов для отправки на шестиимпульсный тиристор преобразователь, подключенный к треугольнику (D) вторичной обмотки преобразователя трансформатор. Этот выход не существует, когда генератор Параметр типа установлен на 6-импульсный .

Характеристики

Sample Time	Указывается в параметре Sample Time
Scalar Expansion	No
Dimensionalized	No
Zero-Crossing Detection	Yes

Examples

The power_PulseGenerator example показаны различные варианты использования генератора импульсов.

Шаг расчета модели параметризуется переменной Ts (значение по умолчанию Ts = 50e-6). Чтобы имитировать непрерывный режим, укажите Ts = 0 в MATLAB ^® Командное окно.