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.