POLITECHNIKA GDAŃSKA 

 
 

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI

 

 

 
 

 

 

 
 
 
 

Przetwornica DC-DC z dzielonym dławikiem na wyjściu 

 
 
 
 
 

 
 

AUTOR: 

       OPIEKUN 

PRACY: 

 

Arkadiusz Adolph 

 

          

 

 

   prof. dr hab. inż.  

       Zbigniew Krzemiński 

 
 

Gdańsk 2003

 

 

 

2

                         POLITECHNIKA GDAŃSKA 

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I AUTOMATYKI 

 

 

 

 
 

PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA 

 

Dyplomant:  Arkadiusz Adolph 

 

 

Obrona pracy:             data .....................................          ocena: ...................................... 

Egzamin dyplomowy: data .....................................          ocena: ...................................... 

 

TEMAT: 

Przetwornica DC-DC z dzielonym dławikiem na wyjściu

 

 

ZAKRES:  

1.  Klasyfikacja impulsowych przekształtników napięcia stałego; 

2.  Analiza topologii układów przetwornic; 

3. Właściwości wybranej topologii; 

4.  Badania symulacyjne oraz eksperymentalne. 

 

   Opiekun pracy                                                     Kierownik Katedry 

     prof. dr hab. inż. Zbigniew Krzemiński                            dr hab. inż. Piotr Chrzan 

 

 

..............................................                                     ........................................ 

                                                                                                   

 

GDAŃSK, 2003 

 
Studium: Dzienne 
Kierunek: Elektrotechnika 
Specjalność: NEiE 

 

3

SPIS TREŚCI 

 
WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ ................................................................................. 5 

1. Wstęp..................................................................................................................................... 6 

2.  Ogólna klasyfikacja przekształtników .................................................................................. 7 

3.  Klasyfikacja impulsowych przekształtników napięcia stałego na napięcie stałe.................. 9 

3.1. Przekształtnik DC/DC obniżający napięcie ................................................................. 9 
3.2. Przekształtnik DC/DC podwyższający napięcie ........................................................ 11 
3.3. Przekształtnik DC/DC obniżająco-podwyższający napięcie...................................... 12 
3.4. Przekształtniki DC/DC wielokwadrantowe ............................................................... 13 
3.5. Izolowane 

przekształtniki DC/DC asymetryczne ...................................................... 13 

3.5.1. 

Przetwornica jednotaktowa (typu forward)........................................................ 13 

3.5.2. Przekształtnik typu flyback ................................................................................ 15 

3.6. Izolowane 

przekształtniki DC/DC symetryczne ........................................................ 18 

3.6.1. Przekształtnik typu PUSH-PULL....................................................................... 18 
3.6.2. Przekształtnik półmostkowy .............................................................................. 19 
3.6.3. Przekształtnik mostkowy.................................................................................... 21 

4. Analiza 

topologii 

układów przetwornic .............................................................................. 22 

4.1. Porównanie 

poszczególnych 

topologii....................................................................... 22 

4.2. 

Wybór topologii układu ............................................................................................. 25 

5. Właściwości wybranej topologii ......................................................................................... 26 

5.1. Układ klasycznego przekształtnika mostkowego....................................................... 26 
5.2. Układ przekształtnika mostkowego z dzielonym dławikiem..................................... 29 
5.3. Układ ogranicznika przepięć...................................................................................... 30 

6. Badania 

symulacyjne........................................................................................................... 35 

6.1. Symulacja 

klasycznego 

układu przekształtnika mostkowego.................................... 36 

6.2. Symulacja 

układu ze zmodyfikowanym dławikiem................................................... 40 

7. Badania 

eksperymentalne.................................................................................................... 45 

7.1. 

Realizacja praktyczna układu przetwornicy............................................................... 45 

7.1.1. Transformator 

planarny...................................................................................... 46 

7.1.2. Układ sterowania i regulacji przetwornicy......................................................... 48 

7.2. Stanowisko 

badawcze ................................................................................................ 49 

7.3. Wyniki 

badań eksperymentalnych ............................................................................. 51 

7.3.1. Klasyczny 

układ przekształtnika mostkowego z kondensatorem 

symetryzującym ................................................................................................................. 51 

8. Podsumowanie .................................................................................................................... 56 

Literatura .................................................................................................................................... 57 

Załącznik A: Schemat układu symulacyjnego przetwornicy mostkowej................................... 58 

Załącznik B: Schemat układu symulacyjnego przetwornicy mostkowej z dzielonym dławikiem 

i obwodem snubber’owym ......................................................................................................... 59 

Załącznik C: Obliczenia transformatora,  Listing z programu MATHCAD.............................. 60 

Załącznik D: Obliczenia dławika. Listing z programu MATHCAD ......................................... 64 

 

4

Załącznik E: Schemat przetwornicy. Tor mocy. Płytka części wysokonapięciowej. ................ 66 

Załącznik F: Schemat przetwornicy. Tor mocy. Płytka filtru pojemnościowego...................... 67 

Załącznik G: Schemat przetwornicy. Tor mocy. Płytka tyrystorowego ogranicznika prądu 

ładowania kondensatorów. ......................................................................................................... 68 

Załącznik H: Schemat przetwornicy. Układ sterowania. ........................................................... 69 

 
 
 

 

5

WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ 

 
 GATE1...4 

- 

sygnał sterujący łącznikiem S1,...,S4  

I

o

   - 

prąd w obciążeniu 

I

D1

, ... ,I

D7

 - 

prąd w diodzie D1,...,D7  

 

I

L1

, I

L2

  

- prąd w cewce L1, L2 dławika 

I

S1

, I

S2

, I

S3

, I

S4

 - prąd przewodzenia łącznika S1, S2, S3, S4 

 

I

Tr1

  

- 

prąd uzwojenia pierwotnego transformatora 

 

 

n

1

, n

2

  

- ilości zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego 

 

t

p

 

 

- czas trwania impulsu sterującego łącznikiem 

 

T

i

 

 

- okres impulsowania 

 

U

o

   - 

napięcie wyjściowe przekształtnika (na obciążeniu) 

 

U

d

   - 

napięcie wejściowe DC 

 

U

S1

, ... ,U

S4

  - spadek napięcia na łączniku S1,...,S4 

 
 

 

 

 

 

 

 

6

1. Wstęp 

 
 

 W ostatnich latach projektanci układów zasilających wyraźnie odchodzą od układów 

zasilaczy liniowych w kierunku znacznie praktyczniejszych układów impulsowych. Zasilacze 
liniowe ze względu na pracę przy częstotliwości 50/60Hz posiadają transformator sieciowy 
o znacznych rozmiarach i ciężarze. W układach impulsowych transformator pracuje przy 
częstotliwościach do 20kHz do nawet 1MHz, przez co jego wymiary mogą być znacznie 
zredukowane. Dodatkowo w zasilaczach liniowych regulator szeregowy powoduje znaczne 
straty mocy, przez co uzyskiwana sprawność jest rzędu 30%. Dla porównania sprawność 
uzyskiwana w układach impulsowych sięga 70 do 90%. Pozwala to na ograniczenie 
wymiarów poprzez stosowanie mniejszych radiatorów.  

Celem pracy jest sprawdzenie koncepcji, wybór struktury oraz realizacja 

tranzystorowego impulsowego zasilacza o mocy wyjściowej 1000W. Jako dodatkowe 
wymaganie stawiane przetwornicy przyjęto konieczność izolacji galwanicznej między 
wejściem a wyjściem układu, a także zabezpieczenie zwarciowe i przeciążeniowe.   
 

W ramach niniejszej pracy przedstawiono układ przekształtnika mostkowego oraz 

przeanalizowano wpływ zastosowania dławika dzielonego na jego parametry. Pomimo, że 
podstawowe topologie układów impulsowych są dość dobrze znane, często poprzez 
niewielkie ich modyfikacje można poprawić jeszcze ich parametry. Jedną z takich możliwych 
modyfikacji jest analizowane w tej pracy zastosowanie w układzie przekształtnika 
mostkowego specjalnej konstrukcji dławika wyjściowego, która zmniejsza narażenie 
elementów przełączających, a także obniża straty w transformatorze.  

W zbudowanym modelu zastosowano transformator planarny. Technologia planarna 

pozwala na uzyskanie małych rozmiarów transformatora, niskiej indukcyjności rozproszenia a 
także powtarzalnych parametrów. Możliwość wykonywania uzwojeń w postaci obwodów 
drukowanych jest wyjątkowo korzystna szczególnie przy wykonaniach małoseryjnych, gdzie 
pozwala na eliminację  błędów powodowanych nieprawidłowym nawinięciem uzwojenia na 
rdzeniu toroidalnym. W prototypie uzwojenia transformatora wykonano z taśmy miedzianej. 
Takie wykonanie w transformatorach dużej mocy i częstotliwości jest rozwiązaniem znacznie 
tańszym, oraz pozwala w razie potrzeby na łatwą korektę ilości uzwojeń.  

Do sterowania przekształtnikiem użyto układu SG3525A, będącego modulatorem 

PWM. Zaimplementowano zabezpieczenia nadprądowe przekształtnika oraz kontrolę napięcia 
pośredniczącego DC. Przetwornica  jest zabezpieczona przed zwarciem na jej wyjściu. 
Dodatkowo wprowadzono kontrolę temperatury radiatora. Przetwornica posiada pełną 
izolację galwaniczną pomiędzy siecią zasilającą a jej wyjściem.   
 

Jako elementy przełączające zastosowano tranzystory IGBT o małej wartości napięcia 

U

CE sat

 zapewniające niskie straty mocy w stanie ich przewodzenia. Do ich sterowania użyto 

driverów zbudowanych w oparciu o transformatory sterujące nawijane na rdzeniach 
toroidalnych.  
  

Rozważania teoretyczne, przedstawione w niniejszej pracy, poparto wynikami 

symulacji cyfrowych otrzymanych w programie symulacyjnym Linear Technology LTC 
SwitcherCAD™ III. Wyniki symulacyjne zostały skonfrontowane z danymi pomiarowymi, 
otrzymanymi podczas badań eksperymentalnych działania modelu przetwornicy.  

 

7

2.  Ogólna klasyfikacja przekształtników 

 

 
Przekształtnik jest to urządzenie energoelektroniczne, którego zadaniem jest 

dopasowanie czasowo-przestrzenne wartości i kształtu przebiegów wielkości elektrycznych 
źródła energii elektrycznej do optymalnej realizacji procesu jej użytkowania. Zadanie to 
realizuje przekształtnik poprzez regulację przepływu energii oraz jej przekształcenie. Na 
Rys. 2.1 przedstawiono ogólny schemat działania przekształtnika. 

 
 

U ,f ,m

2 2

2

U ,f ,m

1 1

1

 

Rys. 2.1 Rola przekształtnika energoelektronicznego 

 
W zależności od aplikacji energoelektronika dostarcza różnorodnych topologii 

układów, które można podzielić na cztery kategorie: DC/DC, DC/AC, AC/DC, AC/AC. 
Oznaczenia tych kategorii pochodzą od skrótów z języka angielskiego DC = direct current, 
AC = alternating current i oznaczają jaki rodzaj przekształcenia energii następuje 
w przekształtniku. Odpowiadające tym kategoriom bloki funkcjonalne przedstawiono na 
Rys. 2.2. 
 
 

 a)                                b)                                 c)                                d) 

 

Rys. 2.2 Symbole bloków funkcjonalnych przekształtników: 

a) przekształtnik prądu stałego na prąd stały [DC/DC converter] 

b) przekształtnik prądu stałego na prąd przemienny – falownik [DC/AC converter] 

c) przekształtnik prądu przemiennego na prąd stały – prostownik [AC/DC converter] 

d) przekształtnik prądu przemiennego na prąd przemienny – przemiennik częstotliwości, cyklokonwerter 

[AC/AC converter] 

 

Możliwe jest tworzenie przekształtników złożonych poprzez połączenie kilku 

podstawowych układów. Na przykład przekształtnik AC/DC można wykonać jako połączenie 
przekształtnika AC/DC (prostownik) z regulowaną przetwornicą DC/DC dla dopasowania 
poziomu napięcia wyjściowego (Rys. 2.3). Taką koncepcje wykorzystano w niniejszej pracy.  

 

 

8

 

Rys. 2.3 Przekształtnik AC/DC z regulacją napięcia wyjściowego złożony z nieregulowanego bloku AC/DC 

i z regulowanego bloku DC/DC 

 

Zaletą przyjętej koncepcji jest brak synchronizacji z siecią dzięki zastosowaniu 

prostownika niesterowanego, a także dokładniejsza regulacja napięcia wyjściowego. 
Koncepcja ta jest również korzystna ze względu na spełnienie wymogu izolacji galwanicznej 
pomiędzy stroną pierwotną a wtórną przetwornicy. Uzyskanie separacji przy układzie 
jednostopniowego przekształtnika AC/DC wymagałoby zastosowania transformatora 
sieciowego, który przy mocy 1000VA miałby znaczące rozmiary i dużą masę.   
 
 

 

9

3.  Klasyfikacja impulsowych przekształtników napięcia 

stałego na napięcie stałe 

 

Przekształtniki DC/DC można podzielić na podstawowe dwie grupy w zależności od 

występowania lub braku izolacji galwanicznej pomiędzy wejściem a wyjściem przetwornicy. 
Pierwszą grupę stanowią przekształtniki nieizolowane (non-isolated switching regulators) bez 
transformatora pośredniczącego, wśród których wyróżniamy podgrupy: 

•  przekształtniki obniżające napięcie;  

•  przekształtniki podwyższające napięcie; 
•  przekształtniki obniżająco-podwyższające napięcie; 

•  przekształtniki wielokwadrantowe. 
Podział przekształtników prądu stałego na prąd stały przedstawiono schematycznie na 

diagramie poniżej (Rys. 3.1). 
 
 

Przekształtniki DC/DC

Nieizolowane

Izolowane

Obniżające

napięcie

down converters,

buck converters

Podwyższające

napięcie

up converters

boost converters

Obniżająco-

podwyższające

napięcie

up/down converters

buck-boost converters

Wielokwadrantowe

mult-quadrant

converters

Przetwornice

jednotaktowe

forward converters

Przetwornice

dwutaktowe

flyback converters

Przetwornice

typu

PUSH-PULL

Przetwornice
półmostkowe

half-bridge

Z jednym

kluczem

Z dwoma

kluczami

Asymetryczne

Symetryczne

Przetwornice

mostkowe

full-bridge

Z jednym

kluczem

Z dwoma

kluczami

 

Rys. 3.1 Klasyfikacja przekształtników DC/DC 

  

3.1. Przekształtnik DC/DC obniżający napięcie 

 
 Najliczniejszą podgrupę spośród przekształtników nieizolowanych stanowią 
przekształtniki obniżające napięcie zwane też okresowymi przerywaczami napięcia stałego 
(z ang. down converters, buck converters). Przekształcają one napięcie stałe na napięcie 
jednokierunkowe o regulowanej wartości średniej mniejszej lub co najwyżej równej wartości 
napięcia wejściowego. Na Rys. 

3.2 przedstawiono schemat klasycznego układu 

przekształtnika „BUCK”. Podstawowe przebiegi dla tego układu przedstawia rysunek 
Rys. 3.3 

 

10

D1

L1

C1

S1

 

Rys. 3.2 Przekształtnik obniżający napięcie (buck converter) 

 

U

d

∆

 

Rys. 3.3 Podstawowe przebiegi prądów i napięcia. 

 
Wartość średnią napięcia odbiornika określa się ze wzoru (3.1). 

 

p

o

d

d p

i

t

U

U

U t f

T

=

=

 (3.1) 

 

Natomiast  prąd odbiornika RLE (przy założeniu że jest to prąd ciągły) oblicza się ze 

wzoru (3.2), a tętnienia ze wzoru (3.3). 

 

p

d

o

i

o

o

t

U

E

T

I

R

−

=

 (3.2) 

 

p w

d

o

o

i

t t

U

I

L T

∆ =

 (3.3) 

 

 

11

3.2. Przekształtnik DC/DC podwyższający napięcie 

 Kolejną podgrupę przekształtników jaką należy wyróżnić stanowią przekształtniki 
podwyższające napięcie stałe (z ang. up converters, boost converters). Przekształcają one 
napięcie stałe na napięcie jednokierunkowe o regulowanej wartości średniej większej lub co 
najmniej równej wartości napięcia wejściowego. Rysunek Rys. 3.4 przedstawia schemat  
układu przekształtnika „BOOST”. Podstawowe przebiegi dla tego układu przedstawia 
rysunek Rys. 3.5. 

D1

L1

C1

S1

 

Rys. 3.4 Przekształtnik podwyższający napięcie (boost converter) 

U

o

∆

 

Rys. 3.5 Podstawowe przebiegi prądów i napięcia 

 

Wartość średnią napięcia odbiornika określa się ze wzoru (3.4). 

 

1

p

o

d

i

t

U

U

T





=

−









 (3.4) 

 

Natomiast  wartości graniczne prądu odbiornika RLE z uwzględnieniem tętnień 

oblicza się ze wzoru (3.5) i (3.6) 

 

1

1

1

w

i

t

o

d

o

T

o

o

E

U

e

I

R

R

e

τ

τ

−

−

−

=

−

−

 (3.5) 

 

 

12

 

2

1

1

w

i

t

o

d

o

T

o

o

E

U e

I

R

R

e

τ

τ

−

=

−

−

 (3.6) 

3.3. Przekształtnik DC/DC obniżająco-podwyższający napięcie 

 

Na Rys. 

3.6 przedstawiono przekształtnik którego wartość  średnia napięcia 

wyjściowego może osiągać wartości zarówno mniejsze, jak i większe od napięcia 
wejściowego, bez konieczności zmiany konfiguracji układu.  Przekształtnik taki nazywamy 
obniżająco-podwyższajacym (z ang. up/down converter, buck-boost converter).  

D1

L1

C1

S1

 

Rys. 3.6 Przekształtnik obniżająco-podwyższający napięcie (buck-boost converter)

 

 

Podstawowym elementem pośredniczącym w przekazywaniu energii między 

obwodem wejściowym a wyjściowym jest dławik L1. Przy załączonym łączniku S1 dławik 
jest podłączony do zacisków źródła zasilania U

d

. Prąd zwiększa się liniowo w czasie, 

wywołując zwiększenie energii zmagazynowanej w dławiku. Dioda D1w tym czasie nie 
przewodzi  zapobiegając rozładowywaniu się kondensatora C1. Po wyłączeniu  łącznika S1 
prąd  wymuszany przez dławik płynie w obwodzie zawierającym diodę D1 i odbiornik.  
Podstawowe przebiegi dla tego układu przedstawia rysunek Rys. 3.7 
 

U

d

∆

U

o

+

 

Rys. 3.7 Podstawowe przebiegi prądów i napięcia. 

 

13

 

Wartość średnią napięcia odbiornika określa się ze wzoru (3.7). 

 

1

p

p

i

o

d

d

p

w

i

t

t

T

U

U

U

t

t

T

= −

= −

−

 (3.7) 

Dla t

p

<0.5T

i

 układ obniża napięcie 

U

o

<U

d

 a dla t

p

>0.5T

i

 napięcie jest podnoszone 

U

o

>U

d

. 

  

3.4. Przekształtniki DC/DC wielokwadrantowe 

 
 Przedstawione 

powyżej przekształtniki charakteryzowały się tym, że energia w nich 

była przekazywana tylko w jedną stronę, czyli pomiędzy źródłem zasilania a odbiornikiem. 
Jednak często zachodzi konieczność przekazywania energii w obie strony bez dokonywania 
zmian połączeń w obwodzie głównym przekształtnika. Przekształtnik taki musi być zdolny 
także do przyjmowania energii. Wyróżniamy następujące rozwiązania przekształtników 
wielokwadrantowych (z ang. multi-quadrant converters): 

- układy umożliwiające zmianę kierunku prądu odbiornika przy zachowaniu stałej 

polaryzacji napięcia - praca w I i II kwadrancie płaszczyzny (I

o, 

U

o

). 

- 

układy umożliwiające zmianę polaryzacji napięcia przy niezmieniającym się kierunku 
prądu w odbiorniku - praca w I i IV kwadrancie płaszczyzny (I

o, 

U

o

).

 

- 

układy umożliwiające zmianę zarówno kierunku prądu odbiornika jak i polaryzacji 
napięcia - praca we wszystkich czterech kwadrantach płaszczyzny (I

o, 

U

o

).

 

 

Druga istotna grupa przekształtników to przekształtniki z izolacją pomiędzy wejściem 

a wyjściem, zrealizowaną poprzez zastosowanie transformatorów pośredniczących.  
 
 

3.5. Izolowane przekształtniki DC/DC asymetryczne  

3.5.1. Przetwornica jednotaktowa (typu forward) 

 
 Asymetryczny 

przekształtnik (typu forward) z pojedynczym łącznikiem 

przedstawiony został na Rys. 3.8. Natomiast na Rys. 3.10 przedstawiono przekształtnik z 
dwoma  łącznikami. Są to układy przetwornic jednotaktowych z transformatorem nie 
magazynującym energii. Przebiegi dla przetwornicy typu forward z pojedynczym łącznikiem 
przedstawiano na Rys. 3.9 a z podwójnym łącznikiem na  Rys. 3.11. 

 

14

D1

L1

C1

S1

Tr1

D2

D3

 

Rys. 3.8 Przekształtnik typu forward z pojedynczym łącznikiem 

 

W przetwornicach jednotaktowych w czasie przewodzenia łącznika energia jest 

pobierana ze źródła i poprzez transformator przekazywana do obciążenia. W układzie na 
Rys. 3.8  przy załączonym łączniku S1, dioda D1 przewodzi a dioda D2 jest spolaryzowana 
zaporowo. Energia jest przekazywana przez transformator do obciążenia. Jest ona 
magazynowana w dławiku, którego prąd rośnie liniowo. Po wyłączeniu tranzystora prąd 
magnesujący transformatora i strumień zmniejszają się indukując w uzwojeniu 
rozmagnesowującym napięcie polaryzujące diodę D3 w kierunku przewodzenia. 
Przepływający prąd magnesujący zwraca energię do źródła. Prąd odbiornika w tym czasie 
zamyka się poprzez diodę D2. Energia zmagazynowana w dławiku jest przekazywana do 
obciążenia. 

I

mag

 

Rys. 3.9 Podstawowe przebiegi prądów i napięcia (przekształtnik typu forward z jednym łącznikiem) 

 

W każdym cyklu pracy przekształtnika musi nastąpić całkowite rozmagnesowanie 

rdzenia transformatora, gdyż w przeciwnym wypadku rdzeń uległby nasyceniu.  

Wartość średnią napięcia odbiornika określa się ze wzoru (3.8). 

 

p

o

d

i

t

U

n U

T

= ⋅

 (3.8) 

 

15

 

 

 

 Poniższy rysunek przedstawia schemat przetwornicy jednotaktowej obniżającej 
napięcie z dwoma łącznikami sterującymi. 

D1

L1

C1

D2

S1

Tr1

D3

D4

S2

 

Rys. 3.10 Przekształtnik typu forward z dwoma łącznikami 

 

 Działanie tego przekształtnika jest identyczne z działaniem układu z jednym 
łącznikiem. Zawory S1 i S2 są  włączane i wyłączane jednocześnie , a funkcję 
rozmagnesowującą pełnią diody D3 i D4. 

I

mag

 

Rys. 3.11 Podstawowe przebiegi prądów i napięcia (przekształtnik forward z dwoma łącznikami) 

3.5.2. Przekształtnik typu flyback 

 Asymetryczny 

przekształtnik typu flyback z pojedynczym łącznikiem przedstawiony 

został na Rys. 3.12. Natomiast na Rys. 3.15 przedstawiono przekształtnik typu flyback 
z dwoma  łącznikami. Są to układy przetwornic dwutaktowych z transformatorem 
magazynującym energię. Układy te posiadają dwa tryby pracy w których transformator jest 
całkowicie odmagnetyzowany (z ang. discontinuous mode) lub niecałkowicie (z ang. 
continuous mode). Przebiegi dla obu trybów pracy przedstawiano na Rys. 3.13 i Rys. 3.14. 

 

16

D1

L1

C1

S1

Tr1

 

Rys. 3.12 Przekształtnik typu flyback z pojedynczym łącznikiem 

 

 W 

układzie przetwornicy dwutaktowej z jednym łącznikiem, podczas przewodzenia 

tego łącznika energia pobierana jest ze źródła U

d

 i magazynowana w rdzeniu transformatora. 

W tym czasie dioda D1 jest spolaryzowana zaporowo. Prąd uzwojenia wtórnego 
transformatora jest równy zeru, a odbiornik pobiera energię z kondensatora C1. W chwili 
wyłączenia  łącznika S1 następuje przerwanie prądu pierwotnego transformatora i 
zaindukowanie w uzwojeniu wtórnym napięcia polaryzującego diodę D1 w kierunku 
przewodzenia. Energia zgromadzona w transformatorze jest przekazywana do kondensatora 
C1 i odbiornika.   
 

2

1

1

o

d

n

a

U

U

a n

=

-

1

2

d

o

n

U

U

n

+

 

Rys. 3.13 Podstawowe przebiegi prądów i napięcia dla trybu przerywanego 

 

17

2

1

1

o

d

n

a

U

U

a n

=

-

1

2

d

o

n

U

U

n

+

 

Rys. 3.14 Podstawowe przebiegi prądów i napięcia dla trybu ciągłego 

 Wartość średnią napięcia odbiornika określa się ze wzoru (3.9), zatem jest to układ 
obniżająco-podwyższający napięcie. 

 

1

p

i

o

d

p

i

t
T

U

n U

t
T

= ⋅

−

 (3.9) 

 Indukcyjność rozproszenia uzwojeń transformatora ma w tym układzie niekorzystny 
wpływ na warunki pracy łącznika tranzystorowego przy jego wyłączaniu.  W chwili 
przerwania prądu pierwotnego transformatora indukuje się przepięcie przekraczające 2U

d

.  

 

Na Rys. 3.15 przedstawiono schemat przetwornicy dwutaktowej z dwoma łącznikami. 

D1

C1

S1

Tr1

D3

D4

S2

 

Rys. 3.15 Przekształtnik flyback z dwoma łącznikami 

 Działanie układu jest identyczne do przetwornicy z jednym łącznikiem. Diody D3 i 
D4 pełnią funkcję rozmagnesowującą, jednocześnie ograniczając wartość napięcia 
tranzystorów do wartości U

d

. W układzie tym oba łączniki są  włączane i wyłączane 

równocześnie. Odpowiednie przebiegi pokazano na Rys. 3.16 Podstawowe przebiegi w 
układzie z dwoma tranzystorami 
 

W obu przypadkach rdzeń transformatora jest magnesowany jednokierunkowo. Stąd 

też, w celu uniknięcia nasycenia, rdzeń musi mieć odpowiednio duży przekrój. Niezbędna jest 
także szczelina powietrzna.   

 

18

1

d

2

n

-

U

n

 

Rys. 3.16 Podstawowe przebiegi w układzie z dwoma tranzystorami 

3.6. Izolowane przekształtniki DC/DC symetryczne 

 Przekształtniki symetryczne wykorzystujące zawsze parzystą ilość  łączników 
charakteryzują się lepszym wykorzystaniem magnetycznym transformatora. Porównanie 
wykorzystania rdzenia przedstawiono na Rys. 

4.2. Dzięki lepszemu wykorzystaniu 

magnetycznemu transformatory w tych przekształtnikach są mniejsze i lżejsze od tych 
stosowanych w przekształtników asymetrycznych tej samej mocy. Najczęściej stosowane są 
trzy struktury symetryczne: 

- push-pull 
- układ półmostkowy 
- układ mostkowy  

3.6.1. Przekształtnik typu PUSH-PULL 

Konwerter przeciwsobny typu PUSH-PULL, którego transformator posiada 

dwusekcyjne uzwojenie pierwotne, przedstawiono na Rys. 3.17. Podstawowe przebiegi dla 
tego układu przedstawia Rys. 3.18. 

D1

D2

Tr1

D5

D6

L1

C1

Ud

S1

S2

 

Rys. 3.17 Przekształtnik typu push-pull 

 

19

 

Każda z sekcji tego transformatora jest dołączana za pomocą  łączników S1 i S2 do 

zacisków napięcia zasilającego. W tym czasie energia jest przekazywana za pośrednictwem 
transformatora i diody prostowniczej D5 lub D6 do obwodu odbiornika. Prąd płynący przez tą 
diodę zwiększa energię dławika L1, która po wyłączeniu tranzystorów jest przekazywana do 
obciążenia.  Zatem zadaniem dławika jest chwilowe magazynowanie energii oraz filtrowanie 
napięcia i prądu odbiornika.  

 

Rys. 3.18 Podstawowe przebiegi prądów i napięcia 

W czasie wyłączenie  łączników prąd płynie przez obie sekcje uzwojenia wtórnego 

transformatora oraz obie diody D5 i D6. Wartość średnia napięcia wyjściowego jest określona  
wzorem (3.10), zatem jest to układ obniżający napięcie. 

 

2

p

o

d

i

t

U

n U

T

=

⋅

 (3.10) 

3.6.2. Przekształtnik półmostkowy 

Kolejny przekształtnik półmostkowy (z ang. half-bridge), którego układ tworzą: 

transformator posiadający pojedyncze uzwojenie pierwotne i dzielone uzwojenie wtórne, dwa 
łączniki tworzące połowę mostka oraz dwa kondensatory spełniające role dwóch pozostałych 
gałęzi mostka, przedstawiono na Rys. 3.19.  
 

 

20

Tr1

D5

D6

L1

C1

T1

D1

T2

D2

Ud

C2

C3

 

Rys. 3.19 Przekształtnik półmostkowy (half-bridge) 

 

Przedstawiony na Rys. 

3.19 przekształtnik półmostkowy należy do układów 

jednotaktowych, gdyż energia poprzez transformator przekazywana jest podczas 
przewodzenia jednego z łączników T1 lub T2. Kondensatory elektrolityczne C2 i C3 dzielą 
napięcie zasilania U

d

 na dwa równe napięcia U

d

/2, które w stanach przewodzenia 

poszczególnych  łączników jest doprowadzane do uzwojenia pierwotnego transformatora. 
Wymusza to po stronie wtórnej zwiększenie prądu dławika L1. W stanie wyłączenia 
łączników prąd płynie w obwodzie zawierającym oba uzwojenia wtórne transformatora oraz 
diody prostownicze D5 i D6, zmniejszając  energie dławika. Podstawowe przebiegi dla tego 
układu przedstawia Rys. 3.20. 

 

Rys. 3.20 Podstawowe przebiegi prądów i napięcia 

 

21

Wartość średnia napięcia wyjściowego jest określona  wzorem , zatem jest to również 

układ obniżający napięcie. 

 

 

p

o

d

i

t

U

n U

T

= ⋅

 (3.11) 

 

3.6.3. Przekształtnik mostkowy 

Na Rys. 3.21 przedstawiono układ przekształtnika mostkowego. Transformator w tym 

układzie również posiada tylko pojedyncze uzwojenie pierwotne ale sterowane poprzez cztery 
łączniki w gałęziach pełnego mostka (z ang. full-bridge).  

 

Tr1

D5

D6

L1

C1

T1

D1

T2

D2

T3

D3

T4

D4

Ud

 

Rys. 3.21 Przekształtnik mostkowy (full-bridge) 

 

 

Układ mostkowy zostanie dokładnie omówiony w rozdziale 5. Również tam znajdą się 

odpowiednie przebiegi (Rys. 

5.1). Działanie układu jest analogiczne do układu 

półmostkowego z tą różnicą, że mostek tworzą cztery łączniki. Z uwagi na fakt, że energia 
jest doprowadzana do obwodu odbiornika w czasie przewodzenia łączników, przekształtnik 
mostkowy zalicza się również do układów jednotaktowych, umożliwiających regulację 
napięcia od zera do nU

d

 (układ obniżający napięcie).  

 

 
 
 
 
 

 

 

 

22

 

4.  Analiza topologii układów przetwornic 

4.1. Porównanie poszczególnych topologii  

 Każdy z układów omówionych w rozdziale 3 charakteryzuje się pewnymi stratami 
występującymi w aktywnych łącznikach, diodach prostownika oraz  stratami magnetycznymi 
i w  układach sterowania. W tabeli Tabela 4.1 przedstawiono zestawienie estymowanej 
sprawności oraz strat, natomiast w tabeli Tabela 4.2 zebrano istotne parametry napięć 
i prądów elementów mocy.  
 

Procentowy udział w ogólnych stratach 

Rodzaj 

łączników 

Ogólna 

sprawność Łączniki Prostownik Magnetyczne  Inne 

Topologia 

układu 

IGBT MOS 

% 

% 

% 

% 

% 

Buck X  72 42  48 

5  5 

  

X 

76 

35 

55 5 5 

Boost X   74  55  35 

5 

5 

  

X 

77 

48 

42 5 5 

Buck-boost X   

74 

55 

35 

5 

5 

  

X 

77 

48 

42 5 5 

Flyback X    75  44  46 

5 

5 

  

X 

78 

33 

57 5 5 

Forward X    74  44  46 

5 

5 

  

X 

77 

33 

57 5 5 

Push-pull X    69  50  40 

5 

5 

  

X 

72 

40 

50 5 5 

Half-bridge X   

69 

48 

42 

5 

5 

  

X 

72 

40 

50 5 5 

Full-bridge X   

65 

50 

40 

5 

5 

  

X 

70 

40 

50 5 5 

Tabela 4.1 Estymowana sprawność i straty dla poszczególnych topologii 

 
 

 

23

 W 

przekształtnikach w zależności od topologii układu występują różne narażenia dla 

aktywnych elementów mocy. Najwyższe wartości napięć kolektor-emiter lub dren-źródło 
występują w układach typu forward i push-pull. W związku z tym konieczne jest stosowanie 
w tych układach drogich tranzystorów wysokonapięciowych. Wadą układów typu half-bridge 
jest konieczność stosowania w gałęziach mostka dużych, drogich kondensatorów nisko-
impedancyjnych ze względu na płynące przez nie duże prądy.  
  

IGBT MOS 

Prostownik 

Topologia 

układu 

V

CE0 

I

C 

V

DSS 

I

D 

V

R 

I

F 

Buck 

in

V  

out

I  

in

V  

out

I  

in

V  

out

I  

Boost 

out

V  

(

)

(

)

min

2.0

out

in

P

V

 

out

V  

(

)

(

)

min

2.0

out

in

P

V

 

out

V  

out

I  

Buck-boost 

in

out

V

V

−

 

(

)

(

)

min

2.0

out

in

P

V

 

in

out

V

V

−

 

(

)

(

)

min

2.0

out

in

P

V

 

in

out

V

V

−

 

out

I  

Flyback 

(

)

max

1.7

in

V

 

(

)

(

)

min

2.0

out

in

P

V

 

(

)

max

1.5

in

V

 

(

)

(

)

min

2.0

out

in

P

V

 

5.0

out

V  

out

I  

Forward 

2.0

in

V  

(

)

(

)

min

1.5

out

in

P

V

 

2.0

in

V  

(

)

(

)

min

1.5

out

in

P

V

 

3.0

out

V  

out

I  

Push-pull 

2.0

in

V  

(

)

(

)

min

1.2

out

in

P

V

 

2.0

in

V  

(

)

(

)

min

1.2

out

in

P

V

 

2.0

out

V  

out

I  

Half-bridge 

in

V  

(

)

(

)

min

2.0

out

in

P

V

 

in

V  

(

)

(

)

min

2.0

out

in

P

V

 

2.0

out

V  

out

I  

Full-bridge 

in

V  

(

)

(

)

min

1.2

out

in

P

V

 

in

V  

(

)

(

)

min

2.0

out

in

P

V

 

2.0

out

V  

out

I  

Tabela 4.2 Parametry graniczne napięć i prądów elementów mocy 

 

Ze względów ekonomiczno-technicznych zastosowanie odpowiedniej topologii układu 

jest zależne od wymaganej obciążalności przekształtnika oraz od napięcia wejściowego 
przetwornicy. Obszary zastosowania poszczególnych topologii w zależności od wymaganej 
mocy wyjściowej, zakresu napięcia wejściowego oraz wymogu izolacji pomiędzy wejściem 
a wyjściem przedstawiono w tabeli Tabela 4.3. 

 

24

 

  

Zakres mocy 

V

IN

(DC) Izolacja 

Topologia 

układu 

W

 

V

 

In/Out

 

Buck 0-1000 

5.0-1000 

NIE 

Boost 0-150 

5.0-600 

NIE 

Buck-boost 0-150 

5.0-600 

NIE 

Flyback 0-250 

5.0-500 

TAK 

Forward 0-150 

5.0-600 

TAK 

Push-pull 100-1000 

50-1000 

TAK 

Half-bridge 100-500 

50-1000 

TAK 

Full-bridge 400-2000+ 

50-1000 

TAK 

Tabela 4.3 Zestawienie zakresu mocy i napięcia wejściowego 

 
 Zakres 

stosowalności poszczególnych topologii można przedstawić na diagramie 

zamieszczonym poniżej (Rys. 4.1). 
 
 

1000

  100

   10

   10

  1000

Przekształtniki półmostkowe 

Przetwornice

jedno-

 i 

 dwutaktowe

Przekształtniki 
   mostkowe 

Zbyt wysoka 

wartość szczytowa 

impulsów 

prądowych

Na

p

ię

ci

e w

ej

ścio

w

e D

C

 [V

]

Moc wyjściowa [W]

 

Rys. 4.1 Obszar zastosowania poszczególnych topologii 

 

 

25

 Duże znaczenie przy wyborze topologii układu przekształtnika ma również 
wykorzystanie magnetyczne rdzenia transformatora. Stąd też znacznie korzystniejsze jest 
stosowanie w układach dużych mocy struktur symetrycznych typu push-pull, half-bridge lub 
full-bridge. Na Rys. 4.2 przedstawiono krzywe magnesowania transformatora dla różnych 
topologii przekształtnika. 

B

H

Bs

2Bs

przekształtniki

 symetryczne

przekształtniki

asymetryczne

forward

flyback

push-pull, half-bridge, full-bridge

 

Rys. 4.2 Porównanie wykorzystania magnetycznego rdzenia transformatora 

 

 

4.2. Wybór topologii układu 

 
 Ze 

względu na wymaganą moc przetwornicy oraz wymagane parametry takie jak 

izolacja pomiędzy wejściem a wyjściem zastosowane mogły być tylko układy typu push-pull, 
half-bridge oraz full-bridge. Ponieważ przetwornica będzie zasilana z sieci elektrycznej 230V 
zastosowanie układu push-pull byłoby związane z koniecznością stosowania 
wysokonapięciowych tranzystorów. Przy mocy 1kVA również  kłopotliwe byłoby 
zastosowanie układu pół-mostkowego ze względu na konieczność dobrania kondensatorów na 
wysokie napięcie i duży prąd o niskim. Powyższe względy zadecydowały o przyjęciu 
topologii pełno-mostkowej, którą następnie zmodyfikowano dodając specjalny dławik 
wyjściowy. 
 

 

 
 

 

  
 
 

 

26

 

5. Właściwości wybranej topologii 

 

5.1. Układ klasycznego przekształtnika mostkowego 

 
 Przekształtnik mostkowy, którego schemat pokazano na Rys. 5.1 składa się z czterech 
łączników, transformatora z 

dzielonym uzwojeniem wtórnym oraz dwupołówkowego 

prostownika i filtru wyjściowego LC. Konwerter jest sterowany trójstanowym sygnałem 
PWM. Najważniejsze przebiegi napięć i prądów przedstawione są na Rys. 5.2. Przekształtnik 
mostkowy należy do układów, w których transformator przekazuje energię do obwodu 
obciążenia w przedziałach czasu gdy przewodzą tranzystory, jest więc układem 
jednotaktowym. 
 

T1

D1

T2

D2

T3

D3

T4

D4

Tr1

D5

D6

L1

C1

Robc

Ud

 

Rys. 5.1 Schemat klasycznego układu przekształtnika mostkowego. 

Konwerter posiada cztery cykle pracy. W cyklu pierwszym  przewodzi para 

tranzystorów T1 i T4. W tym czasie dioda D6 jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia 
i płynie przez nią prąd i

o

 zwiększający energię dławika L1, która po wyłączeniu tranzystorów 

jest przekazywana do odbiornika. Natomiast dioda D5 pozostaje w tym czasie spolaryzowana 
w kierunku zaporowym i nie przewodzi. Zadaniem dławika jest chwilowe magazynowanie 
energii oraz filtrowanie napięcia i prądu odbiornika. W drugim cyklu wszystkie łączniki są 
wyłączone, a prąd odbiornika płynie w obwodzie zawierającym dwie sekcje uzwojenia 
wtórnego transformatora oraz diody D5 i D6, przez które płynie również zanikający prąd 
magnesujący rdzeń transformatora.  W trakcie trzeciego cyklu, gdy przewodzą tranzystory T2 
i T3, dioda D5 zostaje spolaryzowana w kierunku przewodzenia i płynie przez nią prąd 
obciążenia. Cykl ostatni jest identyczny jak cykl drugi. W trakcie tego cyklu wszystkie 
łączniki są wyłączone, a prąd płynie przez diody D5 i D6 oraz dwie sekcje uzwojenia 
wtórnego transformatora.  Prądy płynące przez diody D5 i D6 są proporcjonalne do liczby 
amperozwojów uzwojeń wtórnych transformatora. Asymetria prądów płynących przez diody 
powoduje asymetrię prądu magnesującego rdzeń i prowadzi do nasycenia rdzenia 
transformatora. 

 

27

 

Podstawowe przebiegi napięć i prądów w przekształtniku przedstawiono na Rys. 5.2.  

 

 

Rys. 5.2 Podstawowe przebiegi napięć i prądów w przekształtniku mostkowym. 

 

 

W celu uniknięcia przepięć powstających na indukcyjności rozproszenia uzwojenia 

pierwotnego, stosuje się diody D1 do D4, włączone odwrotnie równolegle do tranzystorów. 

 
Na Rys. 5.3 przedstawiono charakterystyki magnesowania rdzenia dla warunku 

optymalnego a) oraz przy nasyceniu dodatnim b) i ujemnym c). 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

28

 
 

 

Rys. 5.3 Charakterystyki magnesowania (B-H)  

a) charakterystyka idealna 

b) dodatnie nasycenie rdzenia 

c) ujemne nasycenie rdzenia. 

 

 
Kolejną przyczyną nasycania się rdzenia jest pojawienie się składowej stałej prądu 

magnesującego transformatora lub strumienia transformatora. Mogą się one pojawić  
w wyniku braku symetrii sterowania tranzystorów, przy różnicach w czasach przełączania 
tranzystorów lub też różnych spadkach napięć przewodzenia tranzystorów. Skutecznym 
sposobem eliminacji składowej stałej jest zastosowanie kondensatora symetryzującego C2, 
włączonego szeregowo z uzwojeniem pierwotnym transformatora jak na Rys. 5.4. Pojemność 
kondensatora powinna być tak dobrana, aby napięcie na nim było zawarte w granicach  (0.05 
÷ 0.1) U

d 

. 

 
 

T1

D1

T2

D2

T3

D3

T4

D4

Tr1

D5

D6

L1

C1

Robc

Ud

C2

 

Rys. 5.4 Układ przekształtnika mostkowego z kondensatorem symetryzującym. 

 

 
 
 

 

29

5.2. Układ przekształtnika mostkowego z dzielonym dławikiem  

 
 

W klasycznym przekształtniku mostkowym, gdy wszystkie tranzystory są wyłączone 

na skutek asymetrii prądów płynących przez diody D5 i D6 (a tym samym przez obie części 
uzwojenia wtórnego transformatora Tr1) może dochodzić do zjawiska nasycania rdzenia 
opisanego w podrozdziale 5.1. Aby tego uniknąć można stosować układy kompensacji tych 
prądów, jednak jest to bardzo skomplikowane i nie efektywne. Innym rozwiązaniem jest 
wprowadzenie zmiany w dławiku wyjściowym poprzez zwiększenie ilości zwojów i 
wyprowadzenie odpowiedniego zaczepu. Wymagana ilość zwojów cewki L2 jest zależna 
bezpośrednio od indukcyjności rozproszenia strony wtórnej transformatora oraz od napięcia 
wyjściowego. Zastosowanie opisanego wyżej dławika dzielonego zapobiega nasycaniu 
transformatora, nawet przy niesymetriach w układzie lub/i sterowaniu. Dzieje się tak dlatego, 
że po zastosowaniu takiego rozwiązania dławika, prąd w uzwojeniu wtórnym transformatora 
spada do zera za każdym razem gdy są wyłączone wszystkie tranzystory.  
    

 

T1

D1

T2

D2

T3

D3

T4

D4

Tr1

D5

D6

L1

C1

Robc

Ud

C2

L2

D7

 

Rys. 5.5 Układ przekształtnika mostkowego z dławikiem dzielonym (tapped inductor). 

 

 

 

Dioda D7 przechodząc w stan przewodzenia tworzy alternatywną drogę dla prądu 

komutacyjnego dławika, podczas gdy w tym samym czasie diody D5 i D6 zostają 
spolaryzowane zaporowo. Dzięki temu diody przewodzą tylko podczas załączenia 
odpowiedniej pary kluczy, a nie tak jak to ma miejsce w układzie klasycznym, gdzie prąd 
przez te diody płynie również w czasie wyłączenia wszystkich tranzystorów. Kolejna korzyść 
ze stosowania dzielonego dławika jest taka, że dodatkowo przy zastosowaniu dławika 
dzielonego, w momencie gdy prąd przepływa przez diodę D7, odpowiednio dioda D5 lub D6 
ma wystarczającą ilość czasu na odzyskanie własności zaworowych. Anody obu tych diod 
(D5 i D6) są podłączone do środkowego odczepu dławika (lewy zacisk cewki L1 na Rys. 5.5). 
Gdy wszystkie łączniki są wyłączone dławik złożony z cewek L1,L2 staje się dzielnikiem 
napięcia i polaryzuje diody D5 i D6 w kierunku zaporowym. Zapobiega to przepływowi 
prądów komutacyjnych przez uzwojenia wtórne transformatora i polaryzacji jego rdzenia. 
Dzięki pełnemu odzyskiwaniu zdolności zaworowych przez diody D5 i D6 następuje redukcja 
narażenia łączników tranzystorowych T1,...,T4.       
 Porównując przebieg prądu I

D5

 lub I

D6

 na Rys. 5.2 i na Rys. 5.6 można zauważyć prąd 

ten w układzie z dławikiem dzielonym  w czasie gdy nie przewodzą klucze jest równy zero 

 

30

(przy pominięciu wpływu indukcyjności rozproszenia w przeciwnym razie szybko spada do 
zera). 

 

Rys. 5.6 Podstawowe przebiegi napięć i prądów w przekształtniku mostkowym z dławikiem dzielonym. 

5.3. Układ ogranicznika przepięć 

 

Dalsze udoskonalenie układu z podrozdziału 5.2 osiągnięto przez dodanie do niego 

obwodu ogranicznika przepięć (z ang. clamp circuit, snubber) przedstawionego na  Rys. 5.7. 
 

Robc

Tr1

D5

D6

L1

C1

L2

D7

D8

D9

C3

 

Rys. 5.7 Układ ograniczający przepięcia. 

 

31

 

Działanie układu ograniczającego przepięcia z kondensatorem C3 i diodami D8 i D9 

może być opisane w sposób podany poniżej. Na rysunkach Rys. 

5.8 doRys. 

5.13 

przedstawione zostały schematy odpowiadające pierwszym sześciu cyklom pracy 
przekształtnika.  
CYKL1: Gdy tranzystory T1 i T4 są jednocześnie włączane w czasie t

0

, napięcie wejściowe 

U

d

 jest przyłączone do uzwojenia pierwotnego transformatora Tr1. Prąd pierwotny tego 

transformatora I

Tr1

 narasta z nachyleniem U

d

/L

1Tr

. W przedziale czasu (t

0

~t

1

) dzięki temu, że 

prąd wtórny transformatora I

Tr2

 jest mniejszy od prądu obciążenia I

0

, prąd obciążenia jest 

sumą prądu płynącego przez diodę D7 i uzwojenie główne (L1) dławika oraz prądu wtórnego 
transformatora. Polaryzacje napięć uzwojeń  dławika (głównego L1 i  pomocniczego L2) 
pozostają niezmienione, ponieważ prąd wyjściowy jest podtrzymywany przez obydwa 
uzwojenia dławika. 
 

T1

D1

T2

D2

T3

D3

T4

D4

Tr1

D5

D6

L1

Robc

Ud

L2

D7

D8

D9

C3

-             +   -             +

 

Rys. 5.8 Cykl pierwszy pracy układu 

 

 
CYKL2: Kiedy prąd wtórny transformatora osiąga wartość większą od I

0

, indukuje się 

napięcie wtórne transformatora. Równocześnie prąd diody D7 przepływający przez uzwojenie 
dodatkowe dławika spada do zera. Dioda D7 zostaje wyłączona, a polaryzacja pierwotnego i 
wtórnego uzwojenia dławika zostaje odwrócona. W tym czasie prąd wtórny I

Tr2

 zapewnia 

prąd wyjściowy I

0

 oraz prąd ładowania I

C3

 przepływający przez kondensator C3 i uzwojenie 

dodatkowe dławika L2. Gdy kondensator C3 zostanie naładowany do napięcia 2U

L2

, napięcie 

uzwojenia wtórnego transformatora można wyznaczyć jako sumę następujących napięć: 
napięcia blokowania na uzwojeniu pomocniczym dławika (-U

d

), napięcia kondensatora (U

c3

 = 

2U

d

) oraz napięcia wyjściowego U

0

. Tak więc zastosowany układ ogranicza przepięcia na 

uzwojeniu wtórnym transformatora do wartości (U

d

 + U

0

). 

 

32

T1

D1

T2

D2

T3

D3

T4

D4

Tr1

D5

D6

L1

Robc

Ud

L2

D7

D8

D9

C3

+             -   +             -

+      -

 

Rys. 5.9 Cykl drugi pracy układu 

 

 
CYKL3: W przedziale czasu od t

2

 do t

3 

po całkowitym naładowaniu kondensatora C3 

przekształtnik transferuje tylko moc z wejścia do obciążenia, ponieważ prąd wtórny 
transformatora I

Tr2

 dostarczany jest bezpośrednio do obciążenia. 

 

T1

D1

T2

D2

T3

D3

T4

D4

Tr1

D5

D6

L1

Robc

Ud

L2

D7

D8

D9

C3

+             -   +             -

+      -

 

Rys. 5.10 Cykl trzeci pracy układu 

 
CYKL4: Gdy w czasie t

3

 zostają wyłączone tranzystory T1 i T4, prąd pierwotny 

transformatora płynący przez diody zwrotne tranzystorów spada poniżej I

0

/n. Zmienia się 

polaryzacja uzwojeń  dławika. Zanika napięcie pierwotne i wtórne transformatora. W tym 
czasie suma napięć uzwojenia pomocniczego dławika i kondensatora polaryzuje wstecznie 
uzwojenie wtórne transformatora oraz diody prostownicze D5 i D6. Przy takiej polaryzacji 
energia rozproszenia transformatora spada, co powoduje obniżenie prądu wtórnego 
transformatora do zera. Zanika również szczątkowy prąd magnesujący transformatora I

Tr1

. 

W tym czasie  energia zgromadzona w kondensatorze C3 zostaje rozładowana przez  
uzwojenia dławika do obciążenia!  

 

33

T1

D1

T2

D2

T3

D3

T4

D4

Tr1

D5

D6

L1

Robc

Ud

L2

D7

D8

D9

C3

 -              +  -              +

+      -

 

Rys. 5.11 Cykl czwarty pracy układu 

 

 
CYKL5: Na skutek spadku prądu transformatora do zera, zostaje wyłączona dioda D5, a prąd 
wyjściowy zaczyna płynąć przez diodę D7 i uzwojenia dławika podtrzymując przepływ prądu 
odbiornika do czasu załączenia tranzystorów T2 i T3. Jednocześnie na skutek braku 
przepływu prądu, odzyskują zdolności zaworowe diody D2 i D3.  
 

Tr1

D5

D6

L1

Robc

L2

D7

D8

D9

C3

 -              +  -              +

 

Rys. 5.12 Cykl piąty pracy układu 

 
CYKL6: Po załączeniu tranzystorów w przeciwnej przekątnej (T2 i T3) następuje stan 
analogiczny do cyklu 1.  

 

 

34

T1

D1

T2

D2

T3

D3

T4

D4

Tr1

D5

D6

L1

Robc

Ud

L2

D7

D8

D9

C3

 -              +  -              +

 

Rys. 5.13 Cykl szósty pracy układu 

 

 

Opis dalszych cykli pracy przekształtnika został pominięty ze względu na analogię do 

przytoczonych powyżej. 

 

 

35

6. Badania 

symulacyjne 

 
 

Badania symulacyjne działania układu przeprowadzono za pomocą programu 

symulacyjnego Linear Technology LTC SwitcherCAD™ III. Jest to program opracowany 
specjalnie z myślą o projektantach układów impulsowych. SwitcherCAD został opracowany 
na bazie programu symulacyjnego SPICE. Ten wysoce wydajny symulator obwodów 
elektrycznych został zintegrowany z  nakładką graficzną do rysowania schematów, a także 
procesorem graficznym pozwalającym na przedstawienie wyników w postaci wykresów 
dowolnych napięć i prądów w symulowanym układzie. Pozwala to w szybki sposób 
przetestować różne koncepcje układu, a także dobrać optymalne parametry. W niniejszym 
rozdziale zamieszczono wyniki symulacji układu klasycznego przekształtnika mostkowego 
oraz układu z dławikiem dzielonym i układem snubber’owym. W rozdziale 7 zamieszczono 
wyniki eksperymentalne dla obu tych konfiguracji. Na  Rys. 6.1 pokazano widok interfejsu 
programu SwitcherCAD. 
 
 

 

Rys. 6.1 Interfejs programu symulacyjnego LTC SwitcherCAD™ III 

 

 
 
 

 

36

6.1. Symulacja klasycznego układu przekształtnika mostkowego  

 

 
W programie symulacyjnym został narysowany schemat układu przetwornicy 

opisanego w rozdziale 5.1. Na Rys. 6.2 przedstawiono przykładowy schemat symulowanego 
układu. Dzięki bogatej bibliotece elementów symulacje można było przeprowadzić na 
modelach podzespołów o parametrach zbliżonych do rzeczywistych. Pełny schemat 
symulowanego układu zamieszczono w Załączniku A. Oznaczenia elementów zgodne ze 
schematem zamieszczonym w tym załączniku oraz schematem poniżej. 
 

 

 

Rys. 6.2 Schemat układu przekształtnika mostkowego w programie symulacyjnym. 

 
 

Układ klasycznego przekształtnika mostkowego jest bardzo wrażliwy na niesymetrię 

sterowania, jak również na różnicę parametrów tranzystorów. Aby zabezpieczyć układ przed 
nasyceniem transformatora, co byłoby jednoznaczne ze zniszczeniem przetwornicy stosuje się 
kondensator włączony szeregowo z uzwojeniem pierwotnym transformatora (Rys. 5.4). 

 

 

 
 
 
 
 
 
 

 

37

 
 

Na  Rys. 6.3 przedstawiono przebiegi napięcia i prądu pierwotnego transformatora 

przy prawidłowym sterowaniu, a na Rys. 6.4 w przypadku niesymetrii sterowania. 

 

 

Rys. 6.3 Przebieg napięcia i prądu pierwotnego przetwornicy w układzie symetrycznym 

 V(2)-V(1) - napięcie na uzwojeniu pierwotnym transformatora 

I(L1) – prąd pierwotny transformatora 

 

Rys. 6.4 Przebieg napięcia i prądu pierwotnego przetwornicy przy braku symetrii sterowania 

 V(2)-V(1) - napięcie na uzwojeniu pierwotnym transformatora 

I(L1) – prąd pierwotny transformatora 

 

 

38

 

 

Dalsze wyniki badań symulacyjnych przedstawione w tym podrozdziale otrzymane 

zostały dla układu mostkowego przy sterowaniu symetrycznym. Na Rys. 6.5 przedstawiono 
następujące wykresy: napięcie sterujące bramki dolnego tranzystora mostka, spadek napięcia 
na tym tranzystorze oraz prąd jego drenu.    

 

Rys. 6.5 Przebieg prądu i napięcia na dolnym tranzystorze mostka 

V(g2) - napięcie sterujące bramki tranzystora 

V(1) - spadek napięcia na tranzystorze 

Id(M2) - prąd drenu tranzystor 

Na Rys. 6.6 przedstawiono analogiczne przebiegi dla tranzystora górnego. 

 

 

Rys. 6.6 Przebieg prądu i napięcia na górnym tranzystorze mostka 

V(g1)-V(1) - napięcie sterujące bramki tranzystora 

V(n001)-V(1) - spadek napięcia na tranzystorze 

Id(M1) - prąd drenu tranzystora 

 

39

Widoczne na przebiegach z Rys. 6.5 i Rys. 6.6 przepięcia pojawiające się w momencie 

wyłączania tranzystora w układzie rzeczywistym są tłumione przez układy snubber’owe. 

 
Na Rys. 6.7 umieszczono przebieg prądu pobieranego z szyny DC (którą w badanym 

układzie stanowi źródło napięciowe V5) z odniesieniem do sygnałów bramkowych. 

 

Rys. 6.7 Przebieg impulsów sterujących i prądu pobieranego z zasilania DC 

V(g1)-V(1),  V(g3)-V(2) – napięcia sterujące bramek tranzystorów 

-I(V5) – prąd pobierany z szyny DC 

 

Kolejne przebiegi z Rys. 6.8 przedstawiają napięcie i prąd wyjściowy przetwornicy 

zarejestrowane podczas symulacji jej rozruchu. 

 

Rys. 6.8 Przebieg napięcia i prądu w obciążeniu podczas rozruchu przetwornicy 

I(R1) – prąd w obciążeniu 

V(wy) – napięcie wyjściowe przetwornicy 

 

Rys. 

6.9 przedstawia przebiegi prądu i napięcia na uzwojeniu pierwotnym 

transformatora oraz prądu i napięcia na diodzie D1 prostownika wyjściowego.  

 

40

 

Rys. 6.9 Przebieg prądu i napięcia na diodzie D1 prostownika wyjściowego  

oraz prąd i napięcie strony pierwotnej transformatora 

V(2)-V(1) – napięcie transformatora 

I(L1) – prąd pierwotny transformatora 

V(out1)-V(out) – spadek napięcia na diodzie D1 

I(D1) – prąd w diodzie D1 

  

Prąd płynący przez diodę prostowniczą przepływa również w momencie wyłączenia 

wszystkich tranzystorów sterujących. Ponieważ przepływa równocześnie przez obie diody to 
wartość tego prądu jest równa połowie prądu odbiornika. 

6.2. Symulacja układu ze zmodyfikowanym dławikiem 

 

W tym podrozdziałem zostały zamieszczone wyniki badań symulacyjnych 

przeprowadzonych na układzie z Rys. 5.5, czyli dla układu mostkowego z dławikiem 
dzielonym i układem ograniczającym przepięcia. Na Rys. 6.10 przedstawiono prąd i napięcie 
na uzwojeniu pierwotnym transformatora. Pełny schemat symulowanego układu 
zamieszczono w załączniku. 

 

Rys. 6.10 Przebieg napięcia i prądu pierwotnego przetwornicy 

V(2)-V(1) - napięcie na uzwojeniu pierwotnym transformatora 

I(L1) – prąd pierwotny transformatora 

 

41

 

Kolejne przebiegi zamieszczone na Rys. 6.11 i Rys. 6.12 przedstawiają prądy i spadki 

napięć na dolnym i górnym tranzystorze mostka. 
 

 

Rys. 6.11 Przebieg prądu i napięcia na dolnym tranzystorze mostka 

V(g2) - napięcie sterujące bramki tranzystora 

V(1) - spadek napięcia na tranzystorze 

Id(M2) - prąd drenu tranzystora 

 

 

Rys. 6.12 Przebieg prądu i napięcia na górnym tranzystorze mostka 

V(g1)-V(1) - napięcie sterujące bramki tranzystora 

V(n001)-V(1) - spadek napięcia na tranzystorze 

Id(M1) - prąd drenu tranzystora 

   

 

 
 

 

42

Na Rys. 6.13 umieszczono przebieg prądu pobieranego ze źródła DC z odniesieniem 

do sygnałów bramkowych. 

 

Rys. 6.13 Przebieg impulsów sterujących i prądu pobieranego z zasilania DC 

V(g1)-V(1),  V(g3)-V(2) – napięcia sterujące bramek tranzystorów 

-I(V5) – prąd pobierany z szyny DC 

 
Przebiegi z Rys. 6.14 przedstawiają napięcie i prąd wyjściowy przetwornicy 

zarejestrowane podczas symulacji jej rozruchu. 

 

 

Rys. 6.14 Przebieg napięcia i prądu w obciążeniu podczas rozruchu przetwornicy 

I(R1) – prąd w obciążeniu 

V(wy) – napięcie wyjściowe przetwornicy 

 

43

 
 

Przebiegi zamieszczone na Rys. 6.15 przedstawiają przebiegi prądu i napięcia na 

diodzie prostowniczej. Dla odniesienia na tym rysunku umieszczono również przebiegi prądu 
i napięcia na uzwojeniu pierwotnym transformatora. 
 

 

Rys. 6.15 Przebieg napięcia i prądu na diodzie D1 prostownika wyjściowego 

oraz prąd i napięcie strony pierwotnej transformatora 

V(2)-V(1) – napięcie transformatora 

I(L1) – prąd pierwotny transformatora 

V(out1)-V(out) – spadek napięcia na diodzie prostowniczej 

I(D1) – prąd w diodzie prostowniczej

  

 

 W 

odróżnieniu od układu klasycznego (przebieg I(D1) z Rys. 6.9) zastosowanie 

dzielonego dławika powoduje, że prąd przez diodę D1 płynie, tak jak to wynikało z rozważań 
teoretycznych w rozdziale 5, tylko w czasie załączenia odpowiedniej pary tranzystorów 
sterujących.    
 
 
 

 

44

 

Na  Rys. 6.16 zamieszczono przebiegi symulacji obwodu tłumienia przepięć dławika 

dzielonego. Przebiegi przedstawiają prądy w diodach D3, D4, D5, napięcie na kondensatorze 
C3, a także prąd w uzwojeniu dodatkowym dławika (L5) i prąd w przewodzie zerowym 
uzwojenia wtórnego transformatora. Oznaczenia elementów zgodne ze schematem 
zamieszczonym w Załączniku B. 

 

Rys. 6.16 Przebieg napięć i prądów w układzie snubber’owym 

V(2)-V(1) – napięcie transformatora

 

I(D1) – prąd w diodzie prostowniczej D1

 

I(L2)-I(L3) – prąd w przewodzie zerowym uzwojenia wtórnego transformatora

 

I(L5) – prąd w uzwojeniu dodatkowym dławika

 

V(n002)-V(n003) – napięcie na kondensatorze 

I(D3), I(D4), I(D5) – prąd w diodach D3, D4, D5

 

 

 

45

7. Badania 

eksperymentalne 

 

W celu weryfikacji wyników przeprowadzonych badań symulacyjnych został 

zaprojektowany i wykonany układ przekształtnika mostkowego pozwalający na pracę 
w dwóch konfiguracjach – jako klasyczny układ mostkowy i po przełączeniu odpowiednich 
zwór – jako układ przetwornicy mostkowej z dzielonym dławikiem oraz układem 
snubber’owym. Parametry zaprojektowanej przetwornicy:  

- Układ impulsowy  

- Zasilanie 

230V 

± 15% AC 

-  Maksymalna moc wyjściowa P

o

 = 1kW 

- Maksymalny 

prąd wyjściowy I

o

 = 20A 

- Napięcie wyjściowe U

o

 = 50V 

- Ograniczenie 

prądowe na wyjściu 

- Odporność na zwarcie wyjścia przetwornicy 
-  Izolacja galwaniczna pomiędzy wejściem a wyjściem układu 

7.1. Realizacja praktyczna układu przetwornicy 

 

 

 

Zgodnie z wymienionymi powyżej parametrami opracowano układ przekształtnika 

mostkowego, którego schemat blokowy przedstawia rysunek Rys.7.1. 
 

Filtr

wejściowy

Prostownik

niesterowany

Układ

miękkiego

rozruchu

(soft-start)

Przekształtnik

mostkowy

Filtr

wyjściowy

Obciążenie

Układ sterowania

Wielkości

zadane

Sygnały pomiarowe

 

Rys. 7.1 Schemat blokowy układu przekształtnika  

Jako elementy przełączające zastosowano tranzystory IGBT o małej wartości napięcia 

U

CE sat

 zapewniające niskie straty mocy w stanie ich przewodzenia. Celem ograniczenia strat 

mocy związanych z kluczowaniem wybrano stosunkowo niską częstotliwość przełączania 
wynoszącą 30kHz. Schematy ideowe poszczególnych bloków zamieszczono w załączniku.  
 Separację galwaniczną obwodu sieciowego układu mocy od obwodu obciążenia 
zrealizowano za pomocą transformatora Tr1 wykonanego w technologii planarnej. 

 

46

7.1.1. Transformator planarny 

Zasilacze zawierające duże transformatory stanowiły pewien czynnik ograniczający 

możliwości miniaturyzacji systemów elektronicznych. Transformatory planarne pozwalają 
projektantom pokonać to ograniczenie i uzyskać mniejsze rozmiary zasilaczy dzięki dużej 
gęstości mocy, możliwości pracy z większymi częstotliwościami i większej sprawności, przy 
jednocześnie niższym koszcie w porównaniu z rdzeniami toroidalnymi a nawet klasycznymi. 
Koszt ten może być taki korzystny ze względu na prostą konstrukcję, możliwość 
wyeliminowania karkasu lub konieczności skomplikowanego nawijania uzwojeń na rdzeniu 
toroidalnym. Ponadto sposób konstrukcji transformatorów planarnych zapewnia dużą 
powtarzalność produkcji. 

 

Rys. 7.2 Konstrukcja transformatora planarnego 

Transformatory planarne zapewniają pracę z dużą sprawnością, rzędu 97%, przy 

wielkich częstotliwościach, sięgających zazwyczaj 500kHz. Ich maksymalna częstotliwość 
pracy sięga 1MHz (przy zmniejsz. gęstości strumienia magnetycznego). Parametry takie 
osiągają dzięki płaskim uzwojeniom, pozwalającym na duże gęstości mocy. Materiał 
przewodzący uzwojeń transformatorów tradycyjnych nie jest w pełni wykorzystany, co 
wynika ze zjawiska naskórkowości – koncentracji przepływu prądu w pobliżu powierzchni 
przewodnika. Ma to miejsce zwłaszcza przy większych częstotliwościach. W efekcie obszar 
przewodzący jest mniejszy od przekroju przewodu, czemu towarzyszy wzrost rezystancji 
zmiennoprądowej w stopniu zależnym od wymiarów obszaru przewodzącego. 
W transformatorze planarnym „uzwojeniami” są płaskie ścieżki miedzi naniesione na materiał 
izolacyjny druku. Przy większych mocach uzwojenia mogą być też wykonywane z cienkich 
folii miedzianych. Następuje tu koncentracja przepływu prądu przy brzegach ścieżek, 
niemniej jednak prąd płynie w całym ich przekroju, a gęstość prądu jest większa, niż 
w przypadku przewodnika o przekroju kołowym. W efekcie sprawność transformatora 
planarnego może być znacznie większa od transformatora tradycyjnego i to przy znacznie 
mniejszych rozmiarach.  

 

Konstrukcja planarna zapewnia także redukcję pasożytniczych reaktancji, takich jak 

pojemność między uzwojeniami czy indukcyjność rozproszenia (zazwyczaj poniżej 0,5%). 
Mała indukcyjność rozproszenia jest wynikiem podzielenia uzwojenia pierwotnego na części 
i równego rozmieszczenia uzwojeń wtórnych po obu stronach uzwojenia pierwotnego. 

 Istnieje 

kilka 

możliwych technologii wykonania uzwojeń transformatora planarnego. 

W opracowanym układzie przetwornicy wykorzystano uzwojenia wykonane z cienkiej blachy 
miedzianej. Takie rozwiązanie jest dużo tańsze od wielowarstwowych obwodów 

 

47

drukowanych, aczkolwiek okupione wyższą indukcyjnością rozproszenia. Na Rys. 7.3 
przedstawiono uzwojenie wykonane w formie płytek drukowanych, natomiast na Rys. 7.4 
przedstawione jest zdjęcie wykonanego uzwojenia z taśmy miedzianej. 

 

Rys. 7.3 Uzwojenie transformatora planarnego w postaci obwodu drukowanego 

 

Rys. 7.4 Uzwojenie transformatora planarnego w postaci taśmy miedzianej 

 
 

Na Rys. 7.5 przedstawiono widok wykonanego uzwojenia wraz z połówką rdzenia 

planarnego. Stosowne obliczenia transformatora zamieszczono w załączniku. 
 

 

Rys. 7.5 Uzwojenie pierwotne transformatora wraz z połówką rdzenia 

 

  

Parametry wykonanego transformatora : 

- indukcyjność uzwojenia pierwotnego:  3.12mH, 
- indukcyjność uzwojeń wtórnych:  2 x 448

µH. 

 

48

7.1.2. Układ sterowania i regulacji przetwornicy 

 
 Problematyka 

układów sterujących jest nieodłącznie związana z funkcjonowaniem 

całego urządzenia. W opracowanym układzie przetwornicy zadania i funkcje układu 
sterującego to: 

- generacja 

częstotliwości roboczej układu, 

-  pomiary i filtracja prądów i napięć podlegających stabilizacji, 
-  formowanie i separacja sygnałów bramkowych dla tranzystorów, 
-  zabezpieczenia w układzie. 

 

Z szerokiej gamy modulatorów PWM przeznaczonych do sterowania przetwornicy 

wybrano obwód scalony typu SG3525A oznaczony na schemacie jako U1000. Częstotliwość 
jego pracy ustalono przy pomocy zewnętrznych elementów RC na poziomie 30kHz. Schemat 
układu sterowania znajduje się w załączniku H. 

Wyjścia impulsowe sterownika (wyprowadzenia 11 i 14 układu U1000) odseparowano 

od obwodów bramkowych tranzystorów mostka wzmacniaczami mocy w postaci układów 
wtórnikowych T1014, T1016 oraz T1015, T1017, dodatkowo zwiększających wydajność 
prądową oraz transformatorami izolacyjnymi TR1002 i TR 1003 spełniającymi rolę 
„driverów”. Na  Rys.7.6. przedstawiono schemat blokowy układu SG3525A. 

 

Rys. 7.6 Schemat blokowy układu SG3525A 

 

Do wyjścia odpowiedzialnego za miękki start (z ang. soft-start) w sterowniku U1000 

dołączono równolegle trzy łączniki zwierające T1018, T1019 i T1020 w postaci tranzystorów 
IRLL014N. Dwa z nich, sterowane są sygnałami z przekładników prądowych umieszczonych 
odpowiednio w „dodatnim” przewodzie zasilającym przetwornicę oraz w przekątnej mostka, 
szeregowo z uzwojeniem pierwotnym transformatora głównego. Zadaniem ich jest 
„śledzenie” poziomu występujących tam impulsów prądowych i w przypadku jego 
przekroczenia, natychmiastowe zwieranie do masy wyprowadzenia miękkiego startu 
przetwornicy. Zastosowane potencjometry RP1000 oraz RP1001, obciążające przekładniki, 
umożliwiają precyzyjną nastawę wielkości ograniczenia prądu. Trzeci klucz T1018 
współpracujący z dodatkowym tranzystorem T1006 oraz dzielnikami rezystancyjnymi R1, R5 
i R1003 uniemożliwiają pracę przetwornicy przy nadmiernym obniżeniu napięcia sieciowego. 
W przypadku ustąpienia przyczyny zadziałania ograniczenia, sterownik powraca do pracy 
z zachowaniem procedury miękkiego startu.  

 

49

 
 
Obwody sprzężenia zwrotnego przetwornicy odseparowane są galwanicznie od jej za 

pomocą transoptora OPTO1017 typu SPH620A.  Sprzężenie zwrotne zawiera dwa tory: 
napięciowy oraz prądowy. Tor napięciowy wyposażony w zadajnik RP 1010 realizuje funkcję 
regulacji oraz stabilizacji napięcia wyjściowego przetwornicy. Tor prądowy umożliwia pracę 
przetwornicy w ograniczeniu prądowym o regulowanym poziomie zadziałania.  

Zabezpieczenie zwarciowe przekształtnika zrealizowano wykorzystując omówione 

wcześniej szybkie przekładniki prądowe oraz za pomocą  pętli prądowego sprzężenia 
zwrotnego. 

Dodatkowo wyposażono przetwornicę w czujnik chroniący ją przed przegrzaniem 

(kontrola temperatury radiatora) współpracujący z komparatorem U1003. Po ostygnięciu 
powrót przetwornicy do normalnej pracy odbywa się również z zachowaniem procedury 
miękkiego startu. 

    

7.2. Stanowisko badawcze 

 
 Układ przetwornicy wraz z towarzyszącymi przyrządami pomiarowymi zestawiono 
w laboratorium badawczym. Widok na stanowisko badawcze pokazano na Rys. 7.7. 
 

 

Rys. 7.7 Widok stanowiska badawczego podczas uruchamiania i pomiarów przetwornicy 

 

 

 

 

50

 

 
Na kolejnych rysunkach przedstawiono układ przetwornicy od strony sterowania 

Rys. 7.8 i od strony obwodów komutacji Rys. 7.9. 
 

 

 

 

 

 

 

     

 

Rys. 7.8 Widok przetwornicy 1kW od strony sterowania  

z transformatorem planarnym (w centrum) i dławikiem dzielonym (po prawej) 

 

 

Rys. 7.9 Widok przetwornicy 1kW od strony obwodów komutacji  

 

 
 
 

 

51

 

7.3. Wyniki badań eksperymentalnych 

 

W tym podrozdziale przedstawione zostały wyniki badań eksperymentalnych 

przeprowadzonych na stanowisku doświadczalnym opisanym w poprzednim podrozdziale.. 

7.3.1. Klasyczny układ przekształtnika mostkowego z kondensatorem 

symetryzującym 

 

Na rysunkach Rys. 7.10 i Rys. 7.11 przedstawiono przebiegi napięcia i prądu 

pierwotnego transformatora. 
 

 

Rys. 7.10 Prąd uzwojenia pierwotnego transformatora 

10A/działkę.  

 

 

Rys. 7.11 Napięcie pierwotne transformatora 

 200V/działkę 

 

52

 
 
 

Wyniki pomiaru spadku napięcia na dolnym tranzystorze mostka w zależności od 

sygnału sterującego bramki przedstawiono na Rys. 7.12. 
 

 

Rys. 7.12 Spadek napięcia na dolnym tranzystorze mostka (1) 

i odpowiadający mu sygnał sterujący bramki tego tranzystora(2) 

100V/działkę (1) 

20V/działkę (2) 

 

Na kolejnym  zamieszczono wyniki pomiaru prądu pobieranego przez przetwornice 

z sieci elektrycznej. 
 

 

Rys. 7.13 Prąd pobierany z sieci 

5A/działkę 

 

 

53

 

W celu porównania przetwornicy z dławikiem dzielonym i bez niego wykonano 

pomiary napięć i prądów diody prostownika wyjściowego (dioda D6 na Rys. 5.4) dla układu 
klasycznego i z podłączonym uzwojeniem dodatkowym dzielonym dławika dzielonego 
(Rys. 5.7). Wyniki pomiarów przedstawione zostały na Rys. 7.14 i Rys. 7.15 zamieszczonych 
poniżej. 

 

Rys. 7.14 Układ klasyczny przetwornicy 

Spadek napięcia na diodzie prostownika wyjściowego (1) 

Prąd przewodzenia diody prostownika wyjściowego (2) 

100V/działkę (1); 10A/działkę (2) 

 

Rys. 7.15 Układ przetwornicy z dławikiem dzielonym i układem snubber’owym 

Spadek napięcia na diodzie prostownika wyjściowego (1) 

Prąd przewodzenia diody prostownika wyjściowego (2) 

100V/działkę (1); 10A/działkę (2) 

 Przebieg 

prądu w diodzie prostownika wyjściowego, uzyskany podczas badań 

eksperymentalnych w układzie z dzielonym dławikiem, tak jak to było wcześniej pokazane na 
symulacji, płynie tylko w momencie przewodzenia pary tranzystorów mostka, a nie tak jak to 
ma miejsce w układzie klasycznym, również podczas gdy są wyłączone wszystkie 
tranzystory.  
 

 

54

 

Rys. 7.16 Tętnienia napięcia i prądu wyjściowego przetwornicy mostkowej 

w warunkach znamionowego obciążenia. 

Układ przetwornicy z dławikiem dzielonym i układem nubber’owym. 

Składowa zmienna napięcia wyjściowego (1) 

Składowa zmienna prądu wyjściowego (2) 

500mV/działkę (1) 

50mA/działkę (2) 

 
 

Na Rys. 7.17 i Rys. 7.18 przedstawiono wyniki badania odpowiedzi układu na 

skokową zmianę obciążenia. Rys. 7.17 ilustruje zachowanie układu gdy zmiana obciążenia 
nie powoduje wejścia układu w stan ograniczenia prądowego. Natomiast na Rys. 7.18 
przedstawiono odpowiedź układu przy zadziałaniu ograniczenia prądowego 
 

 

Rys. 7.17 Skokowa zmiana obciążenia nie powodująca wejścia w stan ograniczenia prądowego 

20V/działkę (1) 

5A/działkę (2) 

 

 

 

55

 

Rys. 7.18 Skokowa zmiana obciążenia powodująca wejście w stan ograniczenia prądowego 

20V/działkę (1) 

5A/działkę (2) 

 
 

Na  Rys. 7.19 przedstawiono charakterystykę obciążenia otrzymaną na podstawie 

pomiarów dla różnych wartości obciążenia. 
 

 

Charakterystyka obciążenia

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

 

Rys. 7.19 Charakterystyka obciążenia przetwornicy 

 

 

   

Charakterystykę obciążenia pomierzono przy ustawionym ograniczeniu prądowym na 

poziomie 15A. Uzyskana charakterystyka jest typowa dla ograniczenia prądowego   

 

 

Uo[V] 

Io[A] 

 

56

 

8. Podsumowanie 

Niniejsza praca stanowi swego rodzaju kompendium wiedzy na temat przekształtników 

napięcia stałego, w sposób szczególny traktując układ przetwornicy mostkowej.  

Przedstawione w pierwszych rozdziałach opisy topologii układów przekształtnikowych 

stanowią podstawę teoretyczną do zaprojektowania i szczegółowych badań symulacyjnych 
oraz opracowania modelu przetwornicy mostkowej. 

Projektując przetwornicę założono,  że ma być to urządzenie możliwie tanie, 

zaprojektowane przy wykorzystaniu ogólnie dostępnych podzespołów. Stąd też 
w zaprojektowanym przekształtniku nie zastosowano miękkiej komutacji, która wymagałaby 
specjalistycznego sterowania, niemożliwego do zrealizowania przy pomocy 
ogólnodostępnych układów scalonych. Skupiono się na optymalizacji układu poprzez 
modyfikacje dławika wyjściowego.  

Celem niniejszej pracy było przebadanie wpływu jaki ma na działanie przetwornicy 

zastosowanie specyficznej konstrukcji dławika wyjściowego. Badania symulacyjne, 
przeprowadzone przy pomocy  programu symulacyjnego SwitcherCAD, dowiodły słuszności 
stosowania dławika dzielonego. Konstrukcja taka powoduje ograniczenie strat w diodach 
prostowniczych, a także mniejsze narażenia dla łączników półprzewodnikowych mostka.  
Podczas badań symulacyjnych stwierdzono również,  że korzystny wpływ na pracę 
przetwornicy ma zastosowanie układu subber’owego w obwodzie dzielonego dławika. 
Zapobiega on powstawaniu przepięć w tym obwodzie a także pozwala na częściowe 
odzyskanie strat komutacyjnych poprzez oddawanie energii z kondensatora snubber’owego 
do obciążenia.  

Wyniki badań symulacyjnych zweryfikowano budując model przekształtnika o mocy 

1kW o przyjętej topologii. Badania eksperymentalne przeprowadzone na tym modelu 
potwierdziły prawidłowość przeprowadzonych wcześniej badań symulacyjnych. 

Zastosowanie przy konstrukcji modelu niezależnego układu sterowania w oparciu 

o scalony modulator PWM, pozwoliło na uzyskanie autonomicznej pracy przetwornicy przy 
zachowaniu wymaganych zabezpieczeń przeciwzwarciowych i przeciążeniowych. Drobne 
modyfikacje układu sterowania pozwoliłyby też na zastosowanie cyfrowego sterowania, które 
jednak nie było tematem tej pracy. 

W modelu wykonano główny transformator w technologii planarnej. Dowiodło to  

możliwości wykorzystywania tego typu transformatorów nie tylko w układach małej mocy, 
ale także w układach większych mocy. Zastosowane w modelu tranzystory IGBT mimo 
swoich niewątpliwych zalet, powodowały konieczność ograniczenia częstotliwości 
impulsowania do 30kHz. Aby było możliwe pełniejsze wykorzystanie właściwości 
transformatorów planarnych, należałoby zastosować szybsze tranzystory, tak aby 
częstotliwość impulsowania zwiększyć do ok. 100kHz. Przy takiej wysokiej częstotliwości, 
jak wynika z danych producenta rdzeni ferrytowych, można by uzyskać moce rzędu 4-5kW 
przy zachowaniu tych samych wymiarów układu.  

W wykonaniu przemysłowym korzystne byłoby też wykonanie uzwojeń zarówno 

transformatora jak i dławika w postaci obwodów drukowanych wielowarstwowych. Takie 
rozwiązanie, które przy konstrukcji prototypu jest znacznie droższe i nie pozwala na 
jakiekolwiek zmiany w doborze przekładni, jest jednak korzystne ze względu na uzyskanie 
bardzo dużej powtarzalności i znaczne uproszczenie montażu. Pozwala też na uniknięcie 
błędów podczas wykonywania uzwojeń, co ma często miejsce, szczególnie przy uzwojeniach 
nawijanych ręcznie na rdzenie toroidalne.     
 

 

57

 

Literatura 

 
[1] 

Colonel Wm. T. McLyman: The Elusive Tapped Output Inductor, Coremaster 
International Inc.  

[2] 

Eun-Soo Kim, Young-Bok Byun, Yoon-Ho Kim: An Improved Three Level ZVZCS 
DC/DC Converter Using A Tapped Inductor And A Snubber Capacitor, PCC-Osaka 
2002 

[3] 

Byeong-Mun Song, Robert McDowell, Andy Bushnell: A Thre-Level DC-DC 
Converter With Wide Input Voltage Operations For Ship-electric-power Distribution 
Systems, IEEE Pulsed Power Conference, 2003 

[4] 

Jong-Hu Park and B.H.Cho: The Zero Voltage Switching (ZVS) Critical Condition 
Mode (CRM) Buck Converter With Tapped-inductor, IEEE, 2003  

[5] 

Miguel Rascon: Electrical Specification And Top Level Design Of DC/DC Converter 
Definition Of Building Blocks, Alcatel, Universidad Politecnica de Madrid, 1997 

[6] 

G.Spazzi, S. Buso: Power Factor Preregulator Based On Modified Tapped Inductor 
Buck Converter 

[7] 

Huai Wei: Comparasion Of Basic Converter Topologies For Power Factor Correction, 
IEEE, 1998 

[8] 

Jerrold Fontz: Switching-Mode Power Supply Design. A Tutorial On Switching-Mode 
Power Supply design. Simple Topologies. SMPSTECH, 1999-2001 

[9] 

Marty Brown: What Everyone Should Know About Switching Power Supplies, 
SMPSRM 

[10]  Laszlo Balogh: 100W, 400kHz DC/DC Converter With Current Doubler Synchronous 

Rectification Achieves 92% Efficiency, Texas Instruments, Design Review. 

[11]  L. Wuidart:  Topologies For Switched Mode Power Supplies. Application Note, 

STMicroelectronics 

[12]  Topologies For Power Converters, Granger Center For Electric Machinery And 

Electromechanics, University Of Illinois, USA 

[13]  Filter Inductor Design, ECEN 
[14]  F.Rahman: Introduction To Power Electronics, ELEC 4240/9240 
[15] Mieczysław Nowak, Roman Barlik: Poradnik Inżyniera Energoelektronika, WNT, 

1998 

[16]  Praca Zbiorowa: Poradnik Inżyniera Elektryka, Tom 2, WNT 1997 
[17]  U.Tietze, Ch.Schenk: Układy Półprzewodnikowe, WNT, 1997 
 
 

 

58

Załącznik A: Schemat układu symulacyjnego przetwornicy mostkowej 

 

 

 

59

Załącznik B: 

Schemat układu symulacyjnego przetwornicy mostkowej z dzielonym dławikiem i obwodem snubber’owym

 

 

60

Załącznik C: Obliczenia transformatora,  Listing z programu MATHCAD 

 
 
 

U

Dpr

2.0V

:=

Wymagane napięcie wtórne transformatora:

U'

o

U

o

U

Dpr

+

:=

U'

o

52V

=

____________________________________________________________________________________

Sterowanie: 

Maksymalny współczynnik wypełnienia napięcia pierwotnego 
( podczas pracy ustalonej  )

D

max

0.8

:=

Dopuszczalny współczynnik wypełnienia (wynikający z czasów martwych )

D

lim

0.9

:=

Częstotliwość przełączania kluczy :

f

s

30kHz

:=

T

s.i

1

f

s

:=

T

s.i

33.333

µs

=

Częstotliwość pracy transformatora:

f

30kHz

:=

T

i

1
f

:=

T

i

33.333

µs

=

Projekt przetwornicy 1kW ( 50V , 20A ) 
- zasilanie 1-fazowe , prostownik niesterowany mostkowy 
- transformator planarny na rdzeniu E-102
- uzwojenie z blachy miedzianej

Parametry przetwornicy:

Wejście  :

Wyjście :

U

DC

230 2

⋅

2 2

π

⋅

V

⋅

:=

U

DC

293V

=

U

o

50V

:=

U

DC.min

90% U

DC

:=

U

DC.min

264V

=

I

o

20A

:=

U

DC.max

110% U

DC

:=

U

DC.max

322V

=

P

o

U

o

I

o

⋅

:=

P

o

1

10

3

×

W

=

Prostownik niesterowany 1 fazowy mostkowy

Maksymalne napięcie wsteczne diody :

U

RWMd

π
2

U

DC.max

⋅

:=

U

RWMd

506V

=

Spadek napięcia na diodach prostownika i na uzwojeniu transformatora:

 

 

 
 
 

 

61

 
 
 
 

A

e

5.40cm

2

:=

V

e

79.8cm

3

:=

l

e

14.8cm

:=

Window Area : 

A

w

l

E

l

F

−

(

)

l

B

⋅

:=

A

w

14.393cm

2

=

Bobbin Window Area :

A'

w

5.25cm

2

:=

A'

w

5.25cm

2

=

A

L

6880nH

:=

Rezystancja termiczna transformator - otoczenie (Planar E-E 102) 
- chłodzenie konwekcyjne

V

e

79.8cm

3

=

R

T

V

e

12

K cm

3

−

2

⋅

W

⋅

:=

R

T

0.744

K

W

=

Maksymalna moc strat rozpraszana w transformatorze :

P

lim

T

rise

R

T

:=

P

lim

53.733W

=

Założone parametry pracy :

Tempertura otoczenia:

T

amb

50

273

+

(

)K

:=

Dopuszczalny przyrost temperatury transformatora:

T

rise

40K

:=

Dobór transformatora planarnego

Typ rdzenia : 2 x 0P-49938-EC (E-102) Magnetics w układzie E-E

l

A

102mm

:=

l

B

20.3mm

:=

l

C

37.5mm

:=

l

D

13.1mm

:=

l

E

85mm

:=

l

F

14.1mm

:=

l

L

8mm

:=

l

M

35.9mm

:=

Wielkości charakterystyczne :  

 

 
 
 
 

 

62

 
 

N

p

22

:=

Indukcyjność własna uzwojenia pierwotnego:

L

p

A

L

N

p

2

⋅

:=

L

p

3330

µH

=

L

p

3.33mH

=

Liczba zwojów uzwojenia wtórnego: 

N'

s

N

p

U'

o

⋅

U

DC.min

D

max

⋅

:=

N'

s

7.892

=

Przyjęta liczba uzwojeń:  

N

s

8

:=

Uzwojenie wtórne składa się z dwóch sekcji Ns.1 i Ns.2

N

s1

N

s

:=

N

s2

N

s

:=

Indukcyjności własne uzwojeń wtórnych:

L

s1

A

L

N

s

2

⋅

:=

L

s2

A

L

N

s2

2

⋅

:=

L

s1

440.32

µH

=

L

s2

440.32

µH

=

Podział mocy strat na moc rozpraszaną w rdzeniu i w uzwojeniach (ok. 50%  / 50%) 

Straty w rdzeniu: 

P

core

round 0.5 P

lim

⋅

(

)

:=

P

core

27W

=

Straty w uzwojeniach:

P

winding

P

lim

P

core

−

:=

P

winding

26.733W

=

Moc strat przypadająca na jednostkę objętości materiału rdzenia:  

P

V

P

core

V

e

:=

P

V

338.346

kW

m

3

=

P

V

338.346

mW

cm

3

=

Maksymalna amplituda indukcji dla określonej mocy strat i częstotliwości pracy
( określona na podstawie charakterystyki "CORE LOSS vs FLUX DENSITY" 
katalog firmy Magnetics dla materiału P ) 

B

peak

3000G

:=

B

peak

300mT

=

Liczba zwojów uzwojenia pierwotnego ( z prawa Faradaya ):

N'

p

U

DC.min

D

max

⋅

2 f

⋅ B

peak

⋅

A

e

⋅

:=

N'

p

21.692

=

Przyjęta liczba uzwojeń:  

 

 
 
 
 
 

 

63

 
 
 

Rzeczywista przekładnia transformatora:

n

N

p

N

s

:=

n

4

=

Amplituda indukcji w rdzeniu dla skorygowanej liczby uzwojeń:

B

peak

B

peak

N'

p

N

p

⋅

:=

B

peak

203.365mT

=

B

peak

2034G

=

Moc strat przypadająca na jednostkę objętości materiału rdzenia dla nowej wartości Bpeak:

P

V

100

mW

cm

3

⋅

:=

Moc tracona w rdzeniu:

P

core

P

V

V

e

⋅

:=

P

core

7.98W

=

Moc tracona w uzwojeniach jest mniejsza od zakładanej

 

 

64

 

Załącznik D: Obliczenia dławika. Listing z programu MATHCAD  

 
 

l

E

37.5mm

:=

l

F

17.2mm

:=

l

L

0.5 l

A

l

E

−

(

)

:=

l

L

8.75mm

=

l

M

0.5 l

E

l

F

−

(

)

:=

l

M

10.15mm

=

Wielkości charakterystyczne :  

A

e

354mm

2

:=

V

e

43900mm

3

:=

l

e

124mm

:=

Window Area : 

A

w

l

E

l

F

−

(

)

l

B

⋅

:=

A

w

5.643cm

2

=

Bobbin Window Area :

A'

w

351mm

2

:=

A'

w

3.51cm

2

=

A

L

5800nH

:=

Projekt dławika 

Parametry dławika:

U

o

48V

:=

I

o

20A

:=

Założone parametry pracy :

Tempertura otoczenia:

T

amb

50

273

+

(

)K

:=

Dopuszczalny przyrost temperatury transformatora:

T

rise

30K

:=

Częstotliwość pracy przetwornicy:  

f

30kHz

:=

Dobór rdzenia planarnego

Typ rdzenia : 2 x E55/28/21 EPCOS w układzie E-E

l

A

55mm

:=

l

B

27.8mm

:=

l

C

21.0mm

:=

l

D

18.5mm

:=

 

 
 
 

 

65

n

21

=

n

ceil

S

tp

S

tp1










:=

Ilość przewodów w licy: 

S

tp1

0.283mm

2

=

S

tp1

π d

1

2

⋅

4

:=

d

1

0.6mm

:=

d

1

0.764mm

=

d

1

D

pen

2

⋅

:=

Maksymalna średnica jednostkowa w przewodzie Litz'a:

D

pen

0.382mm

=

D

pen

6.62 sec

0.5

−

⋅

cm

⋅

f

:=

Głębokość wnikania:

S

tp

5.714mm

2

=

S

tp

π d

2

⋅

4

:=

d

2.697mm

=

d

I

S

4
π

⋅

:=

Dla pojedyńczego uzwojenia

I

20A

:=

Przy założonej gęstości prądu S
wymagana średnica przewodu d: 

UZWOJENIE 1 i 2 prowadzone w jednej wiązce

____________________________________________________________________________________

S

3.5

A

mm

2

:=

   Założona gęstość prądu 

UZWOJENIA

 

 

 

66

Załącznik E: Schemat przetwornicy. Tor mocy. Płytka części wysokonapięciowej. 

1

2

3

4

A

B

C

D

4

3

2

1

D

C

B

A

Title

Number

Revision

Size

A4

Date:

5-Oct-2003 

Sheet    of 

File:

D:\Protel\Zasilacz.ddb

Drawn By:

3

4

Tr1

4

5

3

Tr2

C8

470n/630V

C11

470n/630V

C14

CAP

C16

CAP

1

J12

CON1

1

J13

CON1

R3
22k

R1
22k

R4
22k

R2
22k

R9
2W

R10
2W

R5
2W

R8
2W

C18

CAP

C17

CAP

1

2

J1

CON2

1
2

J4

CON2

1
2

J2

CON2

1

2

J3

CON2

D4
UF5408

D2
UF5408

D3
UF5408

D1
UF5408

1

J14

CON1

1

J15

CON1

C15

CAP

C13

470n/630V

C12

470n/630V

C10

470n/630V

C9

470n/630V

R6

2W

1

2

3

J17
CON3

1 2

J16
CON2

Przetwornica 1kW

1

Tor mocy przetwornicy - płytka części wysokonapięciowej

1

1.0

T1

IRG4PC50UD

T4

IRG4PC50UD

T2

IRG4PC50UD

T3

IRG4PC50UD

Płytka
filtra

pojemnościowego

VR2

K275

  

 

67

Załącznik F: Schemat przetwornicy. Tor mocy. Płytka filtru pojemnościowego. 

1

2

3

4

A

B

C

D

4

3

2

1

D

C

B

A

Title

Number

Revision

Size

A4

Date:

5-Oct-2003 

Sheet    of 

File:

D:\Protel\Zasilacz.ddb

Drawn By:

C3

470u/

400V

C4

470u/

400V

C5

470u/

400V

C6

470u/

400V

1

J13

CON1

1

J12

CON1

1

Tor mocy przetwornicy - płytka filtru pojemnościowego

1

1.0

1

J1

CON1

1

J2

CON1

1

J5
CON1

1

J7
CON1

1

J6
CON1

C1

2n2/3kV

C2

2n2/3kV

PE

L

N

VR1

K250

1

J8

CON1

1

J9

CON1

I1

1

G

3

I2

2

O1

5

O2

4

F1
FN405-10 SCHAFFNER

L1

N1

1

J18
CON1

+

-

~

~

Płytka ogranicznika

tyrystorowego

Przetwornica 1kW

 

 

68

Załącznik G: Schemat przetwornicy. Tor mocy. Płytka tyrystorowego ogranicznika prądu ładowania kondensatorów. 

1

2

3

4

A

B

C

D

4

3

2

1

D

C

B

A

Title

Number

Revision

Size

A4

Date:

5-Oct-2003 

Sheet    of 

File:

D:\Protel\Zasilacz.ddb

Drawn By:

1

J1

CON1

1

J4

CON1

1

J3

CON1

1

J2

CON1

Rezystor na radiatorze

68R/50W

Ty1

2n6504

R1

150/2W

D1

UF4007

IN

OUT

1

2

J5

CON2

(TME)

1

Tor mocy przetwornicy - płytka tyrystorowego ogranicznika prądu rozruchowego

1

1.0

Przetwornica 1kW

 

 

69

Załącznik H: Schemat przetwornicy. Układ sterowania. 

1

2

3

4

5

6

7

8

A

B

C

D

8

7

6

5

4

3

2

1

D

C

B

A

Title

Number

Revision

Size

A3

Date:

5-Oct-2003 

Sheet    of 

File:

D:\Protel\Zasilacz.ddb

Drawn By:

Vi

15

Vc

13

GND

12

OUTPUT A

11

OUTPUT B

14

SYNC

3

Ct

5

DISCHARGE

7

Rt

6

Vref

16

INV. INPUT

1

N.I. INPUT

2

COMP.

9

SOFT-START

8

SHUTDOWN

10

OSC. OUTPUT

4

U1017

SG3525-SMD

A

1

C

2

B

6

C

5

E

4

OPTO1017

CNY17-3

C1096

100u/25V

R1074

220

R1075

220

C1095

100u/25V

C1101

220u/25V
C1098

220n

C1097

220n

V16

V16

T1000
BCP53-16

T1001

BCP56-16

T1012
BCP53-16

T1013

BCP56-16

V16

V16

PGND

PGND

PGND

PGND

PGND

PGND

PGND

PGND

PGND

C1103

470n/63V

C1091

470n/63V

PGND

PGND

R1079

47

R1078

47

PGND

C1092

2n2

C1093

2n2

R1073

22
R1038

5k6

PGND

PGND

PGND

R1022

1k

C1048

100n

C1049

100n

PGND

PGND

PGND

C1068

2n2

C1100

220n

R1051
10k

R1056

33k

PGND PGND

PGND

V16

RP1005
1k

C1085

1n

PGND

PGND PGND

PGND

RP1008
100

C1094

2n2

PGND

PGND PGND

PGND

D1025

UF4007

R1090
300

R1106
300

PGND

3

2

1

8

4

U1019A

LM358DSMD

5

6

7

U1020B

LM358DSMD

R1100
56k

R1026

1k

SGND

R1103

1k

V-12

V12

D1022

LL4148

C1086

1n

R1101

56k

REF

8

A

2

A

3

A

6

A

7

K

1

NC

4

NC

5

U1022

TL431CDSMD

C1015

470n

R1053

10k

R1104
10k

R1088

1k5

SGND

V12

R1054

10k

R1052

10k

RP1007
50k

SGND

C1084

1n

C1052

100n

RP1004

100k

C1016

470n

C1064

10u/16V

R1025
1k

D1021

LL4148

R1099

3k9

C1099

220n

RP1006
25k

R1096

2k2

C1069
47n

SGND

SGND

C1011

470n

C1070

220n

R1081

1M5

R1083

3k

R1082
3k

SGND

R1084

3k

SGND

V12

R1046

10k

D1017

LL4148

T1002

BC807-40

T1003

BC817-40

V12

SGND

C1105

2u2/16V

SGND

5

6

7

U1019B

LM358DSMD

REF

8

A

2

A

3

A

6

A

7

K

1

NC

4

NC

5

U1021

TL431CDSMD

C1014
470n

R1049

10k

R1050

10k

R1087

1k5

SGND

V12

R1048

10k

C1073

10n

V-12

SGND

V12

C1013

470n

C1062

10u/16V

C1051

100n

RP1003
100k

D1020

LL4148

D1016

LL4148

R1097

100

R1023

1k

C1077

330n

SGND

Se

paracj

a gal

w

ani

czna

Obwód na potencjale napięcia wyściowego przetwornicy (SGND)!

Obwód na potencjale sieci!

PGND

SGND

(TME / MS)

(TME / MS)

(MS / TME)

(M

S)

(M

S)

(TME / MS)

(MS / TME)

PGND

PGND

D1028
UF4007

D1029
UF4007

D1030

UF4007

D1031

UF4007

Obwód na potencjale sieci (PGND)!

1

TEST1000

PAD

IG

B

T

1_E

IG

B

T

1_B

IG

B

T

2_B

IG

B

T

2_E

1

5

8

6

3

4

TR1000

SIRIO TI/109 214

1

5

8

6

3

4

Tr1001

SIRIO TI/109 214

U_POSR

PP2

PP1

PG1

PG2

BOCZ1(+)

BOCZ1(-)

U_PRZETW

SGND

TERM1

TERM2

Termistor KTY81-210

V12

SGND

V16

PGND

PGND

V16

SGND

V12

D1033

B

Z

V

55C

6.8SMD

D1024

B

Z

V

55C

6.8SMD

R1077

47

R1080

47

R1089
300

R1091
300

PGND

1

TEST1002

PAD

1

TEST1001

PAD

1

TEST1003

PAD

T1009

IRLL014N

T1010

IRLL014N

T1011

IRLL014N

T1005
BC817-40

PGND

R1094

510

PGND

V-12

V-12

SGND

A

2

C

3

Vcc

8

Vb

7

Vo

6

GND

5

OPTO1015

6N139

SHDN_A

SHDN_C

T1004

BC817-40

R1055

22k

V16

C1050
100n

PGND

V16

R1085

3k9

T1007
BC817-40

D1019
LL4148

SGND

R1024

1k

V12

R1043

47k

SGND

D1018

LL4148

OT_COM

OVER_T#

A

1

C

2

B

6

C

5

E

4

OPTO1000

CNY17-3

R1047
10k

C1088

470n

C1065

10u/16V

SGND

C1012

470n

C1063

10u/

16V

SGND

<-- Nie montować, jeśli układ cyfrowego zadawania!

<-- Nie montować, jeśli układ cyfrowego zadawania!

NAS

T

_U

NAS

T_

I

3

2

1

8

4

U1020A

LM358DSMD

Przetwornica 1kW

Sterownik przetwornicy