Реализация системы управления автономного преобразователя на примере полумостового инвертора напряжения.

Реализация системы управления автономного преобразователя на примере полумостового инвертора напряжения.

Схема полумостового инвертора напряжения представлена на рисунке 1.

Рис. 1 Полумостовой инвертор напряжения

Структура системы управления (СУ) полумостового инвертора напряжения представлена на рисунке 2.

Рис. 2 Типовая структура СУ АП

Представленная структура СУ рис. 2 является типовой и подходит для различных типов автономных преобразователей.

Реализация отдельных блоков, входящих в состав СУ может быть различной. Блоки могут быть выполнены как на аналоговых, так и на цифровых компонентах.

Пример реализации ГЛИН на операционном усилителе показан на рис. 3. Пример реализации мультивибратора показан на рис. 4. Один из вариантов построения распределителя импульсов показан на рис. 5.

Рис. 3 Пример реализации ГЛИН

Рис. 4 Мультивибратор на таймере

Рис. 5 Распределитель импульсов управления на D триггере

На рисунке 6 приведены временные диаграммы напряжений в характерных узлах СУ рис. 1.

Мультивибратор генерирует короткие импульсы t_и, длительность которых достаточна для разряда конденсатора С в составе ГЛИН. Как правило, отношение t_и/Т_нес< 0,05.

ГЛИН формирует пилообразное напряжение Uг, называемое «несущей».

Управление шириной формируемых импульсов и, следовательно, коэффициента заполнения осуществляется посредством изменения напряжения управления Uy. При этом коэффициент заполнения определяется формулой:

или, что аналогично:

Напряжение, формируемое на нагрузке полумостового инвертора, показано на рисунке 7. Изменение коэффициента заполнения позволяет регулировать действующее значение напряжения Uн.

Рис. 6 Временные диаграммы напряжений в узлах СУ АП

Рис. 7 Напряжение на нагрузке полумостового инвертора

Период изменения выходного напряжения инвертора Т в два раза превышает период несущей Tнес.

Регулирование напряжения управления Uy может быть организовано на основе потенциометра (рисунок 8).

Рис. 8 Схема формирования напряжения управления

Задание для самостоятельной работы

Предложить вариант реализации СУ для полумостового инвертора напряжения, работающего на частоте 50 кГц, с возможностью регулирования коэффициента заполнения импульсов выходного напряжения в диапазоне 0,25 ÷0,75. Рассчитать номинальные значения элементов в составе блоков системы управления. Построить временные диаграммы напряжений в основных узлах СУ для максимальной и минимальной величин коэффициента заполнения.