Режим непрерывного / прерывного (прерывистого) тока через катушку индуктивности в импульсных преобразователях напряжения, источниках питания - продолжение

Сравнение режимов непрерывного и прерывного тока. Онлайн расчет для повышающей, инвертирующей, обратноходовой топологий (10+)

Режим непрерывного / прерывного (прерывистого) тока через дроссель - Продолжение

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Для повышающего, инвертирующего, обратноходового преобразователей

В расчете пренебрегаем потерями.

K = [Напряжение на дросселе в фазе накопления энергии, В] / ([Напряжение на дросселе в фазе отдачи энергии, В] + [Напряжение на дросселе в фазе накопления энергии, В])

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Тогда преобразователь будет работать в непрерывном режиме, если:

[Сила тока нагрузки, А] / K > K * [Напряжение на дросселе в фазе отдачи энергии, В] / [Частота преобразователя, Гц] / [Индуктивность дросселя, Гн] / 2

или

[Сила тока нагрузки, А] > K^2 * [Напряжение на дросселе в фазе отдачи энергии, В] / [Частота преобразователя, Гц] / [Индуктивность дросселя, Гн] / 2

Повышающий:

[Напряжение на дросселе в фазе отдачи энергии, В] = [Выходное напряжение, В] - [Входное напряжение, В]

[Напряжение на дросселе в фазе накопления энергии, В] = [Входное напряжение, В]

Инвертирующий:

[Напряжение на дросселе в фазе отдачи энергии, В] = [Выходное напряжение, В]

[Напряжение на дросселе в фазе накопления энергии, В] = [Входное напряжение, В]

Обратноходовый:

[Напряжение на дросселе в фазе отдачи энергии, В] = [Выходное напряжение, В]

[Напряжение на дросселе в фазе накопления энергии, В] = [Входное напряжение, В] * [Число витков вторичной обмотки] / [Число витков первичной обмотки]

[Индуктивность дросселя, Гн] - индуктивность вторичной обмотки дросселя.

Онлайн расчет

Повышающий


Входное напряжение, В
Выходное напряжение, В
Частота преобразователя, кГц
Индуктивность дросселя, мГн
Максимальная сила тока нагрузки для прерывного тока, А
0.037037037037037
 
Совет! Сохраните адрес этой страницы в избранном. Возможно, Вам понадобится повторить расчет.

Инвертирующий


Входное напряжение, В
Выходное напряжение, В
Частота преобразователя, кГц
Индуктивность дросселя, мГн
Максимальная сила тока нагрузки для прерывного тока, А
0.04
 
Совет! Сохраните адрес этой страницы в избранном. Возможно, Вам понадобится повторить расчет.

Обратноходовый


Входное напряжение, В
Выходное напряжение, В
Число витков первичной обмотки
Число витков вторичной обмотки
Частота преобразователя, кГц
Индуктивность вторичной обмотки дросселя, мГн
Максимальная сила тока нагрузки для прерывного тока, А
0.20833333333333
 
Совет! Сохраните адрес этой страницы в избранном. Возможно, Вам понадобится повторить расчет.

Приведенное выше соотношение выводится из тех же соображений, как в случае с понижающим, прямоходовым и т. д. преобразователями. Только учитывается тот факт, что ток в нагрузку идет не все время, а только в период отдачи энергии (T2). Так что средний ток нагрузки должен быть равен максимальному току в дросселе, поделенному на два и умноженному на отношение T2 / (T1 + T2). Указанное отношение мы обозначили буквой K. Формула для К также следует из закона сохранения энергии и предположения о нулевых потерях.

В режиме прерывного тока ток в катушке должен с максимального значения уменьшиться до нуля в результате приложения к катушке некоторого напряжения, которое можно вычислить, исходя из топологии схемы, в течение времени, равного длительности периода (1 / частота), умноженной на К.

Сравнение

Режим прерывного тока

Силовой ключ (биполярный / полевой транзистор) открывается при нулевом токе через дроссель и диоды выходного выпрямителя, так что отсутствуют коммутационные потери при открытии, а также потери, связанные с временем рассасывания (запирания) диодов.

Силовой ключ закрывается при большем токе через дроссель, чем в режиме непрерывного тока, так что коммутационные потери при закрытии будут больше.

Суммарный ток через дроссель в некоторые моменты становится равным нулю, то есть дроссель полностью размагничивается.

Нужен дроссель меньшей индуктивности.

Большая пульсация тока (I max - I min) через дроссель. Больший диапазон изменения индукции в дросселе и, соответственно, потери на перемагничивание, при условии, что используется тот же магнитопровод. Но с другой стороны, так как нужен дроссель меньшей индуктивности, можно использовать меньший магнитопровод, а потери увеличиваются с увеличением размера магнитопровода.

Большая пульсация выходного напряжения при одинаковой емкости выходного конденсатора.

Режим непрерывного тока

Силовой ключ (биполярный / полевой транзистор) открывается при ненулевом токе через дроссель и открытых диодах выходного выпрямителя, что увеличивает коммутативные потери при открытии ключа.

Силовой ключ закрывается при меньшем токе через дроссель, что уменьшает коммутационные потери при закрытии.

Дроссель всегда в некоторой степени намагничен, суммарный ток никогда не равен нулю.

Нужен дроссель большей индуктивности.

Большая пульсация тока (I max - I min) через дроссель. Больший диапазон изменения индукции в дросселе и, соответственно, потери на перемагничивание, при условии, что используется тот же магнитопровод. Но с другой стороны, так как нужен дроссель меньшей индуктивности, можно использовать меньший магнитопровод, а потери увеличиваются с увеличением размера магнитопровода.

Меньшая пульсация выходного напряжения при одинаковой емкости выходного конденсатора.

Если источник питания работает на переменную нагрузку, то при маленьком токе нагрузки он обязательно перейдет в режим прерывистого тока. С другой стороны возможно спроектировать такой источник питания, чтобы он ни при каких допустимых значениях тока нагрузки не переходил в режим непрерывного тока.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

 

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Изготовление дросселя, катушки индуктивности своими руками, самому, са...
Расчет и изготовление катушки индуктивности, дросселя. Типовые электронные схемы...

Резонансный инвертор, преобразователь напряжения повышающий. Схема, ко...
Инвертор 12/24 в 300. Резонансная схема....

Масштабирование, увеличение, обеспечение большой мощности импульсного ...
Приемы увеличения мощности силовых импульсных электронных устройств....

Транзисторный силовой ключ. Биполярный транзистор. Ключевой режим. Рас...
Биполярный транзистор в ключевом режиме. Схема. Расчет....

Повышающий импульсный преобразователь напряжения. Силовой ключ - бипол...
Как сконструировать повышающий импульсный источник питания. Как выбрать мощный т...

Пушпульный двухтактный импульсный стабилизированный преобразователь на...
Как работает пуш-пульный стабилизатор напряжения. Где он применяется. Описание п...

Прямоходовый однотактный импульсный источник питания. Онлайн расчет. Ф...
Как рассчитать прямоходовый импульсный преобразователь напряжения...

Регулируемый последовательный стабилизатор с низким падением напряжени...
Как спроектировать и рассчитать регулируемый последовательный стабилизатор с низ...