zasilacze impulsowe -...

25
1 EN_w08 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu ciągłym Przegląd zasilaczy impulsowych Przekształtniki dc/dc z izolacją galwaniczną Regulacja przekształtników Zabezpieczenia Izolacja w torze sprzężenia zwrotnego Jedno z najważniejszych zastosowań energoelektroniki !

Upload: lemien

Post on 12-Jul-2019

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

1EN_w08

ZASILACZE IMPULSOWE

Wprowadzenie

Zasilacze o działaniu ciągłym

Przegląd zasilaczy impulsowych

Przekształtniki dc/dc z izolacją galwaniczną

Regulacja przekształtników

Zabezpieczenia

Izolacja w torze sprzężenia zwrotnego

Jedno z najważniejszych zastosowań energoelektroniki !

Page 2: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

2EN_w08

Zasilacze o działaniu ciągłym

Bardzo niska sprawność, duża masa i duże rozmiary

Page 3: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

3EN_w08

Zasilacz impulsowy – schemat blokowy

Wysoka sprawność, mała masa i małe rozmiary

Page 4: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

4EN_w08

Zasilacz impulsowy o wielu wyjściach

W wielu zastosowaniach potrzeba wielu napięć, nieraz odizolowanych od siebie

Page 5: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

5EN_w08

Transformator w. cz.

Page 6: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

6EN_w08

MSI dla regulacji napięcia wyjściowego

Ogólne zasady takie same jak dla przekształtników dc/dc z połączeniem galwanicznym

Page 7: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

7EN_w08

Przekształtnik z diodą zwrotną (flyback converter)

Wyprowadzony z przekształtnika obniżająco-podwyższającego (buck-boost)

Bardzo dobry dla małych mocy (<50W)

Page 8: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

8EN_w08

Przekształtnik z diodą zwrotną (fazy przewodzenia)

Stany załączenia (on) i wyłączenia (off) przy założeniu niepełnej demagnetyzacji rdzenia

Page 9: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

9EN_w08

Przekształtnik z diodą zwrotną (przebiegi)

Przebiegi przy założeniu niepełnej demagnetyzacji rdzenia

Page 10: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

10EN_w08

Przekształtnik z diodą zwrotną (inne schematy)

Rzadziej używane

Page 11: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

11EN_w08

Przekształtnik przeciwsobny (push-pull)

Indukcyjności rozproszenia mogą stanowić problem

Page 12: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

12EN_w08

Przekształtnik półmostkowy

Wyprowadzony z przekształtnika obniżającego (buck)

Page 13: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

13EN_w08

Przekształtnik mostkowy

Używany przy większych mocach (>0.5kW)

Page 14: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

14EN_w08

Sterowanie przekształtnikiem – stabilizacja napięcia

Liniowa aproksymacja bloków wchodzących w skład pętli sprzężenia zwrotnego

Page 15: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

15EN_w08

Charakterystyki częstotliwościowe

Przykład charakterystyk przekształtnika z diodą zwrotną

Page 16: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

16EN_w08

Linearyzacja bloku sterującego MSI

Transmitancja: stałe wzmocnienie, bez opóźnienia

Page 17: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

17EN_w08

Marginesy: fazowy i wzmocnienia otwartej pętli regulacji

ωcross : częstotliwość odcięcia

Page 18: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

18EN_w08

Przykład regulatora napięcia

Regulacja ciągła (analogowa) ze względu na wysokie wymagania dynamiczne

Page 19: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

19EN_w08

Sprzężenie w przód (feed-forward) od Vd

Niweluje wpływ szybkich zmian napięcia zasilajacego na wyjściowe

Page 20: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

20EN_w08

Jedno- i dwu-pętlowa regulacja napięcia

W obu sposobach nadrzędnym celem jest stabilizacja napięcia

Page 21: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

21EN_w08

Trzy sposoby regulacji prądu

Stała częstotliwość, regulacja prądu szczytowego (c) najpopularniejsza

Page 22: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

22EN_w08

Typowy układ scalony do sterowania MSI

Wiele wbudowanych funkcji zabezpieczających

Page 23: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

23EN_w08

Ograniczenia prądu maksymalnego

(Dwie z wielu możliwości)

Page 24: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

24EN_w08

Izolacja w torze sprzężenia zwrotnego

a) sterownik MSI po stronie wyjściowej, b) sterownik MSI po stronie zasilania

Page 25: ZASILACZE IMPULSOWE - etacar.put.poznan.pletacar.put.poznan.pl/jan.deskur/EL2_09s4/EN_w8_zasilacze_impulsowe.pdf · EN_w08 1 ZASILACZE IMPULSOWE Wprowadzenie Zasilacze o działaniu

25EN_w08

Układ scalony do izolowanego sprzężenia zwrotnego