Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры
Рассмотрены преобразователи с автотрансформаторным включением дросселя с граничным режимом функционирования при асимметрии электрических процессов. Получены обобщенные соотношения для расчета токов в элемента схем....
Saved in:
| Published in: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2008
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52419 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры / А.Ф. Кадацкий, И.П. Малявин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 3. — С. 7-14. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860003804355756032 |
|---|---|
| author | Кадацкий, А.Ф. Малявин, И.П. |
| author_facet | Кадацкий, А.Ф. Малявин, И.П. |
| citation_txt | Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры / А.Ф. Кадацкий, И.П. Малявин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 3. — С. 7-14. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Рассмотрены преобразователи с автотрансформаторным включением дросселя с граничным режимом функционирования при асимметрии электрических процессов. Получены обобщенные соотношения для расчета токов в элемента схем.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:38:17Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3
7
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
19.09 2007 ã.� 25.02 2008 ã.
Îïïîíåíò ä. ò. í. È. Í. ÏÐÓÄÈÓÑ
(ÍÓ «Ëüâîâñêàÿ ïîëèòåõíèêà», ã. Ëüâîâ)
Ä. ò. í. À. Ô. KÀÄÀÖÊÈÉ, ê. ò. í. È. Ï. ÌÀËßÂÈÍ
Óêðàèíà, Îäåññêàÿ íàöèîíàëüíàÿ àêàäåìèÿ ñâÿçè
E-mail: igor.malyavin@onat.edu.ua
Ðàññìîòðåíû ïðåîáðàçîâàòåëè ñ àâòî-
òðàíñôîðìàòîðíûì âêëþ÷åíèåì äðîññå-
ëÿ ñ ãðàíè÷íûì ðåæèìîì ôóíêöèîíèðî-
âàíèÿ ïðè àñèììåòðèè ýëåêòðè÷åñêèõ
ïðîöåññîâ. Ïîëó÷åíû îáîáùåííûå ñîîò-
íîøåíèÿ äëÿ ðàñ÷åòà òîêîâ â ýëåìåíòàõ
ñõåì.
Óëó÷øåíèå òåõíèêî-ýêîíîìè÷åñêèõ ïîêàçàòåëåé
ñðåäñòâ ýëåêòðîïèòàíèÿ, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ òåëåêîì-
ìóíèêàöèîííûõ ñèñòåì, ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç ñåðüåç-
íûõ ïðîáëåì, àêòóàëüíîñòü ðåøåíèÿ êîòîðîé îòðà-
æåíà â [1, 2]. Îñíîâíîé ÷àñòüþ ñîâðåìåííûõ ñðåäñòâ
ýëåêòðîïèòàíèÿ ÿâëÿþòñÿ èìïóëüñíûå ïðåîáðàçîâà-
òåëè ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ (ÏÏÍ) ìîäóëüíîé
ñòðóêòóðû (ðèñ. 1), âûïîëíåííûå èç N ïàðàëëåëüíî
âêëþ÷åííûõ îäíîòèïíûõ ñèëîâûõ êàíàëîâ (ÑÊ),
ðàáîòàþùèõ íà îáùóþ íàãðóçêó (Í) îò èñòî÷íèêà
ïåðâè÷íîãî ýëåêòðîïèòàíèÿ (ÈÏÝ).
Èñïîëüçîâàíèå ãðàíè÷íîãî ðåæèìà ôóíêöèîíè-
ðîâàíèÿ ÑÊ ïîçâîëÿåò óëó÷øèòü äèíàìè÷åñêèå ïà-
ðàìåòðû, óìåíüøèòü ýíåðãåòè÷åñêèå ïîòåðè ïðè ïå-
ðåêëþ÷åíèè ñèëîâûõ êëþ÷åé, óìåíüøèòü óðîâåíü
èçëó÷àåìûõ ïîìåõ [3, 4].
 èçâåñòíûõ íàó÷íî-òåõíè÷åñêèõ ïóáëèêàöèÿõ
[3�5] ïîêàçàíî, ÷òî äëÿ ìîäóëüíûõ ÏÏÍ íåîáõîäè-
ìà èäåíòè÷íîñòü ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ (ñèììåò-
ðèÿ) è ïàðàìåòðîâ ÑÊ, â ÷àñòíîñòè ïàðàìåòðîâ èí-
äóêòèâíîñòåé Lk äðîññåëåé ÑÊ. Îäíàêî íà ïðàêòèêå
íåâîçìîæíî äîñòè÷ü ñèììåòðè÷íîãî ðåæèìà ôóíê-
ÀÑÈÌÌÅÒÐÈß ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÐÎÖÅÑÑÎÂ
 ÈÌÏÓËÜÑÍÛÕ ÏÐÅÎÁÐÀÇÎÂÀÒÅËßÕ ÏÎÑÒÎßÍÍÎÃÎ
ÍÀÏÐßÆÅÍÈß ÌÎÄÓËÜÍÎÉ ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ
öèîíèðîâàíèÿ âñåõ ÑÊ ìîäóëüíîãî ÏÏÍ âñëåäñòâèå
íåèäåíòè÷íîñòè ïàðàìåòðîâ äðîññåëåé ÑÊ, íàïðÿ-
æåíèÿ ïèòàíèÿ è ò. ï.
Öåëü ðàáîòû � ïîëó÷åíèå ñîîòíîøåíèé äëÿ
îïðåäåëåíèÿ òîêîâ â ýëåìåíòàõ ÑÊ ìîäóëüíûõ ÏÏÍ,
êîòîðûå îïèñûâàþò ñõåìîòåõíè÷åñêèå ðåøåíèÿ ïðè
ãðàíè÷íîì ðåæèìå ðàáîòû è íåèäåíòè÷íîñòè ïàðà-
ìåòðîâ äðîññåëåé ÑÊ, à òàêæå ðàçðàáîòêà íà èõ áàçå
ìåòîäèêè ïðîåêòèðîâàíèÿ, ó÷èòûâàþùåé îñîáåííî-
ñòè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ðàçëè÷íûõ ñõåì óïðàâëåíèÿ
ïðåîáðàçîâàòåëÿìè.
Ðàññìîòðèì ýëåêòðè÷åñêèå ïðîöåññû â ÏÏÍ ïðè
ãðàíè÷íîì ðåæèìå ðàáîòû äëÿ âîñüìè îñíîâíûõ
òèïîâ (ó=1, 2�, 8) ñõåì ñèëîâûõ êàíàëîâ (ðèñ. 2),
ïðè ýòîì áóäåì èñïîëüçîâàòü ñîîòíîøåíèÿ, èõ îáî-
çíà÷åíèÿ è äîïóùåíèÿ, ïðèíÿòûå â [5]. Ìàòåìàòè-
÷åñêàÿ ìîäåëü, ïðåäñòàâëåííàÿ â [5], ÿâëÿåòñÿ îáîá-
ùåííîé äëÿ ÑÊ, âûïîëíåííûõ ïî ëþáîìó èç âîñüìè
óêàçàííûõ òèïîâ ñõåìîòåõíè÷åñêîé ðåàëèçàöèè ïðå-
îáðàçîâàòåëÿ.
Èñïîëíåíèå íàêîïèòåëüíîãî äðîññåëÿ ïî àâòî-
òðàíñôîðìàòîðíîé ñõåìå ïîçâîëÿåò óìåíüøèòü (ðèñ.
2, à, á, â) èëè óâåëè÷èòü (ðèñ. 2, ã, ä, å) íàïðÿæåíèå
íà ñèëîâîì êîììóòèðóþùåì òðàíçèñòîðå ïî ñðàâ-
íåíèþ ñ ïðîñòåéøèìè òèïàìè ñèëîâûõ êàíàëîâ ñ
îäíîîáìîòî÷íûì äðîññåëåì [6].
 ãðàíè÷íîì ðåæèìå ôóíêöèîíèðîâàíèÿ äëÿ ÑÊ
ðàññìàòðèâàåìûõ òèïîâ õàðàêòåð èçìåíåíèÿ òîêà
iLk(t) è íàïðÿæåíèÿ uLk(t) äðîññåëÿ âûõîäíîãî ñãëà-
æèâàþùåãî ôèëüòðà k-ãî ÑÊ ìîæíî îïèñàòü ñîîòíî-
øåíèÿìè:
í 1 í
í
í
â 2 í í â
â
( ) ïðè 0 ,
( )
( ) 1 ïðè ;
L k m k k
k
Lk
k
L k m k k k k
k
t
i t I t t
t
i t
t t
i t I t t t t
t
= ≤ ≤
= − = + < ≤ +
(1)
í âõ íy í í
â í ây âõ í í â
ïðè 0 ,
( )
ïðè ;
L k k k
Lk
L k k k k k
U U F U t t
u t
U U F U t t t t
= − ≤ ≤=
= − < ≤ +
(2)
íy
ây
1 ïðè y 1, 4, 6, 7, 8,
0 ïðè y 2, 3, 5;
1 ïðè y 2,
0 ïðè y 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8;
F
F
=
= =
=
= =
(3)
ÑÊ1
ÑÊk
ÑÊN
ÈÏÝ Í
ÑÓ
uó1
uók
uóN
UíUï
+
�
+
�
Ðèñ. 1. ÏÏÍ ìîäóëüíîé ñòðóêòóðû:
ÑÓ � ñõåìà óïðàâëåíèÿ; Uï � íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ ÏÏÍ; Uí �
íàïðÿæåíèå íàãðóçêè ÏÏÍ; uók � íàïðÿæåíèå óïðàâëåíèÿ k-ãî ÑÊ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3
8
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
Ðèñ. 2. Èìïóëüñíûå ÏÏÍ ñ ãàëüâàíè÷åñêîé ñâÿçüþ (à�å) è ñ ãàëüâàíè÷åñêèì ðàçäåëåíèåì (æ�ë) âõîäíûõ è âûõîäíûõ öåïåé:
îäíîòàêòíûå ñ àâòîòðàíñôîðìàòîðíûì âêëþ÷åíèåì äðîññåëÿ ïðè n21>1 (à, â, ä) è n21<1 (á, ã, å): ïîíèæàþùèé, y=1 (à, á); ïîâûøàþ-
ùèé, y=2 (â, ã); ïîëÿðíî-èíâåðòèðóþùèé, y=3 (ä, å);
îäíîòàêòíûå ñ ïðÿìûì âêëþ÷åíèåì äèîäà, y=4 (æ); îáðàòíûì âêëþ÷åíèåì äèîäà, y=5 (ç); äâóõòàêòíûå ñ âûâîäîì ñðåäíåé òî÷êè
òðàíñôîðìàòîðà, ó=6 (è); ìîñòîâîé, ó=7 (ê); ïîëóìîñòîâîé, ó=8 (ë)
à) W2, L2
W1, L1
S1
Uï
Uí
VD1 Cí
Rí
á)
W2, L2
W1, L1
S1
Uï Uí
VD1
Cí
Rí
â) W2, L2
W1, L1
S1Uï
Uí
VD1
Cí Rí
ã) W2, L2
W1, L1
S1
Uï
Uí
VD1
Cí
Rí
å)
W2, L2
W1, L1
S1
Uï Uí
VD1
Cí
Rí
ä)
W2, L2
W1, L1
S1
Uï Uí
VD1
Cí
Rí
æ) L1=L2
Wòð1
S1
Uï
UíVD1
Cí
RíVD2
VD3
Wòð2
ç)
S1
Uï
Uí
Cí
Rí
VD2
W2, L2
W1, L1
è)
S1.1
Uï
Uí
Cí
Rí
VD2.1
Wòð2
Wòð1
L1=L2
Wòð2
Wòð1
VD1 VD2.2
S1.2
ê)
S1.3
Uï
Uí
Cí
Rí
VD2.1
Wòð2
Wòð1
L1=L2
Wòð2
VD1
VD2.2
S1.1
S1.4
S1.2
ë)
S1.1
Uï
Uí
Cí Rí
VD2.1
Wòð2
Wòð1
L1=L2
Wòð2
VD1 VD2.2
S1.2
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3
9
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
ï
âõ ï òð
ï òð
òð òð2 òð1
äëÿ y 1, 2, 3, 5,
ê äëÿ y 4, 6, 7,
ê / 2 äëÿ y 8;
ê / ,
k k
k
k k k
U
U U
U
W W
=
= =
=
=
(4)
Âåëè÷èíû Im1k, Im2k, L2k, è L1k ñâÿçàíû ìåæäó ñî-
áîé ÷åðåç êîýôôèöèåíò àâòîòðàíñôîðìàöèè n21k:
21 2 1/ ;k k kn W W= 2
2 1 21 ;k k kL L n= 1 21 2 .m k k m kI n I= (5)
Ïðè ïàðàëëåëüíîì ñîåäèíåíèè ÑÊ ïî âõîäó è ïî
âûõîäó (ðèñ. 1) ìîæíî çàïèñàòü:
ULík=ULí; ULâk=ULâ. (6)
Ïðè èìïóëüñíîì ìåòîäå ðåãóëèðîâàíèÿ [5] íà ñè-
ëîâîé êîììóòèðóþùèé êëþ÷ S1 k-ãî ÑÊ ÏÏÍ (äëÿ
k=1 ñì. ðèñ. 3) ñ âûõîäà ñõåìû óïðàâëåíèÿ ÑÓ ïîäà-
þòñÿ óïðàâëÿþùèå èìïóëüñû íàïðÿæåíèÿ uók(t) ñ èç-
ìåíÿþùèìèñÿ äëèòåëüíîñòüþ èìïóëüñà tèk, êîýôôè-
öèåíòîì çàïîëíåíèÿ êçk è ïåðèîäîì Òñyk, ïðè ýòîì
êçk=tèk/Tñyk. (7)
 èíòåðâàëå âðåìåíè 0≤t≤tík (tík=tèk) ê ïåðâè÷-
íîé îáìîòêå äðîññåëÿ ÑÊ ñ èíäóêòèâíîñòüþ L1k ïðè-
ëîæåíî íàïðÿæåíèå ULí, ÷òî îáåñïå÷èâàåò íàêîïëå-
íèå â íåé ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè. Êîýôôèöèåíò íà-
êîïëåíèÿ êík îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì
êík=tík/Tk, 0≤êík≤1. (8)
 èíòåðâàëå âðåìåíè tík<t≤Tk ñèëîâîé êëþ÷ S1
íàõîäèòñÿ â çàêðûòîì ñîñòîÿíèè, íàêîïëåííàÿ äðîñ-
ñåëåì â èíòåðâàëå âðåìåíè 0�tík ýíåðãèÿ ïåðåäà-
åòñÿ èíäóêòèâíîñòüþ L2k îáìîòêè W2k äðîññåëÿ â
öåïü íàãðóçêè Rí ÏÏÍ ÷åðåç áëîêèðóþùèé äèîä VD1
â òå÷åíèå èíòåðâàëà âðåìåíè tík�(tík+tâk), ðàâíîãî
tâk. Êîýôôèöèåíò âîçâðàòà ðàâåí:
êâk=tâk/Tk. (9)
 èíòåðâàëå âðåìåíè âîçâðàòà ê âòîðè÷íîé îá-
ìîòêå äðîññåëÿ ñ èíäóêòèâíîñòüþ L21 è ÷èñëîì âèò-
êîâ W21 ïðèëîæåíî íàïðÿæåíèå ULâ.
Ðàññìîòðèì ðàçëè÷íûå ñõåìû óïðàâëåíèÿ (ðèñ. 1),
êîòîðûå ôóíêöèîíèðóþò ïî îäíîìó èç àëãîðèòìîâ
[3], ïðåäñòàâëåííûõ íà ðèñ. 4.
1. ÑÓ1 � ñõåìà óïðàâëåíèÿ ñ ôîðìèðîâàíèåì
ñèãíàëîâ óïðàâëåíèÿ uók(t) ñèëîâûìè êàíàëàìè ïó-
òåì ðàñïðåäåëåíèÿ îäíîãî ñèãíàëà óïðàâëåíèÿ uó(t).
2. ÑÓ2 � ñõåìà óïðàâëåíèÿ ñ ôîðìèðîâàíèåì
ñèãíàëîâ óïðàâëåíèÿ uók(t) â êàæäîì ÑÊ, îáåñïå÷è-
âàþùèõ ðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå òîêà íàãðóçêè â
k-õ ÑÊ: Iík=Ií/N.
3. ÑÓ3 � ñõåìà óïðàâëåíèÿ ñ òîêîâûì ðåãóëèðî-
âàíèåì â k-õ ÑÊ: Im1k=Im1.
Ñõåìà óïðàâëåíèÿ ÑÓ1 îáåñïå÷èâàåò â k-ì ÑÊ
ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ:
y y y c è è ç ç
cy cy
í í â â í í â â
( ) ( ), , , ê ê ,
;
, , ê ê , ê ê .
k k k k
k
k k k k
u t u t t t t t
T T
t t t t
= ∆ = ∆ = =
=
= = = =
(10)
Ïðè àñèíõðîííîì ðåæèìå ðàáîòû ìîäóëüíîãî ÏÏÍ
âðåìåííîé ñäâèã ìåæäó ýëåêòðè÷åñêèìè ïðîöåññàìè
â ÑÊ ∆tñk≠0, ïðè îäíîôàçíîì ðåæèìå ðàáîòû ∆tó=∆tñk=0,
ïðè ìíîãîôàçíîì ðåæèìå ∆tó=∆tñk=T/N [6].
 îáùåì ñëó÷àå, ñ ó÷åòîì (5), çíà÷åíèå èíäóê-
òèâíîñòè L1k äðîññåëÿ k-ãî ÑÊ îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíî-
øåíèÿìè:
1 1
1 2
2 2 21 21
;
( ) /( ) ,
k
k
k k
L L
L
L L n n
+ ∆=
+ ∆ + ∆
(11)
âåëè÷èíû ïóëüñàöèè òîêîâ â èíäóêòèâíî-
ñòÿõ L1k è L2k îáìîòîê ñ ÷èñëîì âèòêîâ W1k
è W2k ñèëîâîãî äðîññåëÿ, ñîîòâåòñòâåííî;
êîýôôèöèåíòû, ó÷èòûâàþùèå òîïîëîãèþ
ñõåì ÑÊ;
äëÿ èíòåðâàëîâ âðåìåíè íàêîïëåíèÿ è âîç-
âðàòà, ñîîòâåòñòâåííî;
íàïðÿæåíèå, ïðèêëàäûâàåìîå íà âõîä ñèëî-
âîãî ñãëàæèâàþùåãî ôèëüòðà;
êîýôôèöèåíò òðàíñôîðìàöèè ñèëîâîãî
òðàíñôîðìàòîðà;
÷èñëî âèòêîâ ñîîòâåòñòâåííî ïåðâè÷íîé è
âòîðè÷íîé îáìîòîê ñèëîâîãî òðàíñôîðìà-
òîðà.
ãäå Im1k, Im2k �
Fíó, Fâó �
èíäåêñû «í», «â» �
Uâõk �
êòðk �
Wòð1k, Wòð2k �
Ðèñ. 3. Âðåìåííûå äèàãðàììû òîêîâ äðîññåëÿ (à), êëþ÷à S1 (á), äèîäà VD1 (â) è íàïðÿæåíèÿ äðîññåëÿ UL (ã)
à)
iL
0
Imax1=Im1, Imax2=Im2
Im2
Im1 IL
tí tâ
t
á)
iS1
0
IS1max
IS1
ttí
T
â)
iVD1
0
IVD1max=Imax2
IVD1
tâ
t
IVD1max
ã)
uL
0
ULí
tULâ
IS1max=Imax1
Ðèñ. 4. Âðåìåííûå äèàãðàììû, èëëþñòðèðóþùèå îñîáåííîñòè ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ñõåì óïðàâëåíèÿ
ÑÓ1 (à), ÑÓ2 (á) è ÑÓ3 (â) ïðè N=2
iLk,
iLck
iL1
iL2
iLc1=iLc2
tí tâ
à)
iL1
iL2=iLc1=iLc2
T t
á)
T t
iL1
iL2
iLc1=iLc2
Im1k=Im11=Im12
â)
T t
iLk,
iLck
tí1
tí2
iLk,
iLck
tí1
tí2
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3
10
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
L1k∈{L1min�L1max},
L1min=L1�∆L1max, L1max=L1+∆L1max,
ãäå L1, L2, n21 è ∆L1k, ∆L2k, ∆n21k � ñîîòâåòñòâåííî
íîìèíàëüíûå çíà÷åíèÿ èíäóêòèâíîñòåé ïåðâè÷íûõ
W1 è âòîðè÷íûõ W2 îáìîòîê, êîýôôèöèåíòîâ àâòî-
òðàíñôîðìàöèè äðîññåëåé k-õ ÑÊ è èõ îòêëîíåíèÿ
îò íîìèíàëüíûõ çíà÷åíèé (ìàêñèìàëüíîå � ∆L1max),
ò. å. L1k=f (∆L1k, ∆L2k, ∆n21k).
Ïðè ∆L1k=0 (∆L2k=0, ∆n21k=0) îáåñïå÷èâàþòñÿ
ñèììåòðè÷íûå ýëåêòðè÷åñêèå ïðîöåññû.  ýòîì ñëó-
÷àå Im1k=Im1, Im2k=Im2:
1 í í 1 í í 1/ ê / ;m L LI U t L U Ò L= =
2 â â 2 â â 2/ ê / .m L LI U t L U Ò L= = (12)
Êîýôôèöèåíòû íàêîïëåíèÿ è âîçâðàòà, ñîãëàñíî
[5], îïðåäåëÿþòñÿ ñîîòíîøåíèÿìè:
í âó âõ
í
21 âõ íy í í âó âõ
ê ,
( )
U F U
n U F U U F U
−
=
− + −
êâ=1�êí. (13)
Ñ ó÷åòîì (13) è (6) ïîëó÷èì:
2 2
í âõ ây âõ íy í
1
âõ 21 ây í íy 21 1
( )
.
[ ( ) (1 )]m
U U F U F U Ò
I
U n F U F n L
− −
=
− + − (14)
Ïðè ∆L1k≠0 (∆L2k≠0) Im1k≠Im1, Im2k≠Im2 è âîçíèêà-
åò àñèììåòðèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ.
Âûáåðåì â êà÷åñòâå áàçîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëü
(ÏÏÍá) ñ N ñèëîâûìè êàíàëàìè (ÑÊá), â êîòîðûõ ïðî-
òåêàþò èäåíòè÷íûå ýëåêòðè÷åñêèå ïðîöåññû ñ ðàâ-
íîìåðíûì ðàñïðåäåëåíèåì òîêà íàãðóçêè. Â ÏÏÍá
îáåñïå÷èâàþòñÿ óñëîâèÿ (10) è ýíåðãåòè÷åñêèå ïà-
ðàìåòðû â öåïè íàãðóçêè òàêèå æå, êàê è â ðàññìàò-
ðèâàåìîì ÏÏÍ ñ àñèììåòðèåé ýëåêòðè÷åñêèõ ïðî-
öåññîâ:
èñ è cyc cy c íñ í íñ í
âñ â âñ â
òðñ òð òð 21 21 21 íñ í
, , , , ê ê ,
, ê ê ;
ê ê ê , , / ,
k k k k k
k k
k k ck k k
t t T T T T t t
t t
n n n I I N
= = = = =
= =
= = = = =
(15)
ãäå tèñk, Tñyñk, Òñk, tíñk, êíñk, tâñk, êâñk � ïàðàìåòðû ýëåê-
òðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ k-ãî ÑÊá ïðåîáðàçîâàòåëÿ
ÏÏÍá.
 êàæäîì k-ì ÑÊá äëÿ èíäóêòèâíîñòè ñïðàâåä-
ëèâî ðàâåíñòâî L1ñk=L1ñ, ãäå
( )1c 1
1
1/ ,
N
k
k
L N L
=
= ∑ (16)
îïðåäåëÿåì èç óñëîâèÿ
( ) ( )1c 1
1 1
1/ 1/ .
N N
k k
k k
L L
= =
=∑ ∑ (17)
Ïðè ∆L1k=0 èç (17) ïîëó÷àåì L1ñ=L1. Äëÿ ñèììåò-
ðè÷íûõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ òîêè äðîññåëåé ÑÊ
ðàâíû ìåæäó ñîáîé: iLk(t)=iLñ1(t)=iLñ2(t) (ðèñ. 4).
Àìïëèòóäà òîêà Im1ñk=Im1ñ k-ãî ÑÊá ÏÏÍá è àìïëè-
òóäû òîêîâ Im1k â îáìîòêàõ W1k k-õ ÑÊ ÏÏÍ îïðåäå-
ëÿþòñÿ ñîîòíîøåíèåì (12) â ðåæèìå ñëåæåíèÿ èëè
(14) â ðåæèìå ñòàáèëèçàöèè ñîîòâåòñòâåííî ïðè
L1=L1ñ è L1=L1k.
Ïàðàìåòðû k-ãî ÑÊ ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñ àñèììåò-
ðèåé ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ ïîëó÷èì â îòíîñè-
òåëüíîì âèäå ñ ó÷åòîì îäíîèìåííûõ ïàðàìåòðîâ
îòäåëüíî âçÿòîãî ÑÊá áàçîâîãî ÏÏÍá ñ ñèììåòðèåé
ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ.
Íîðìèðîâàííûå àìïëèòóäíûå çíà÷åíèÿ òîêîâ â
k-ì ÑÊ ñ ó÷åòîì ñîîòíîøåíèé (12)�(14) è óñëîâèÿ
(6) çàïèøóòñÿ â âèäå:
1 1 1c 1c 1/ / .m k m k m kI I I L L= = (18)
 êà÷åñòâå ïðèìåðà ðàññìîòðèì ÏÏÍ ñ ÷èñëîì ÑÊ
N=3 ñî ñëåäóþùèìè ïàðàìåòðàìè èíäóêòèâíîñòåé
äðîññåëåé ÑÊ: L11=L1+∆L11 (ïðè �0,5L1≤∆L11≤0,5L1),
L12=const=L1ñ (∆L12=0) è L13, îïðåäåëÿåìûì èç óñëî-
âèÿ (16) ñîîòíîøåíèåì:
L13=(2/L1ñ�1/L11)
�1. (19)
Íà ðèñ. 5, à ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè íîðìèðîâàí-
íîãî òîêà 1m kI â k-ì ÑÊ îò îòíîñèòåëüíîé èíäóêòèâ-
íîñòè 11 11 1c/L L L= ( 11mI � êðèâàÿ 1, 12mI � êðè-
âàÿ 2, 13mI � êðèâàÿ 3) äëÿ ñëó÷àÿ, êîãäà â êà÷åñòâå
áàçîâîé âûáðàíà èíäóêòèâíîñòü L12 âî 2-ì ÑÊ (Láñ=
=L1ñ=L12).
Îòêëîíåíèå îò ñèììåòðè÷íîãî ðåæèìà ðàáîòû
ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ òîêà â ýëåìåíòàõ ñõåìû ÑÊ.
Èç ðèñóíêà 5, à âèäíî, ÷òî óìåíüøåíèå îòíîñèòåëü-
íîé èíäóêòèâíîñòè 11L (èíäóêòèâíîñòè L11 äðîññå-
ëÿ â 1-ì ÑÊ) íà 25% (òî÷êà À íà êðèâîé 1) îò çíà÷å-
íèÿ 11 1,L = ñîîòâåòñòâóþùåãî ñèììåòðèè ýëåêòðè-
÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïðèâîäèò ê ïðîïîðöèîíàëüíîìó
óâåëè÷åíèþ òîêà â ýëåìåíòàõ 1-ãî ÑÊ íà 25%. Óêà-
çàííîå óâåëè÷åíèå òîêà ïðèâîäèò ê íåîáõîäèìîñòè
èñïîëüçîâàíèÿ áîëåå ìîùíîé ýëåìåíòíîé áàçû �
òðàíçèñòîðîâ, äèîäîâ è ò. ï., ÷òî íåîáõîäèìî ó÷èòû-
âàòü äëÿ âñåõ ñèëîâûõ êàíàëîâ ïðè ïðîåêòèðîâàíèè
ÏÏÍ ìîäóëüíîé ñòðóêòóðû. Òàêèì îáðàçîì, ïî äàí-
íûì çàâèñèìîñòÿì ìîæíî âûáðàòü ýëåìåíòíóþ áàçó
ñ íåîáõîäèìûì çàïàñîì ïî òîêó ñ ó÷åòîì òåõíîëîãè-
÷åñêîãî èëè èíîãî (òåìïåðàòóðíîãî è ò. ï.) ðàçáðîñà
ïàðàìåòðîâ äðîññåëåé ÑÊ � èíäóêòèâíîñòè è êî-
ýôôèöèåíòà àâòîòðàíñôîðìàöèè.
Íà ðèñ. 5, á è â ïðåäñòàâëåíû çàâèñèìîñòè íîð-
ìèðîâàííûõ çíà÷åíèé òîêà â ÑÊ ñîîòâåòñòâåííî äëÿ
ñëó÷àåâ, êîãäà â êà÷åñòâå áàçîâîé áûëà âûáðàíà èí-
äóêòèâíîñòü L11 â 1-ì ÑÊ (Lá1=L11) è èíäóêòèâíîñòü
L13 â 3-ì ÑÊ (Lá3=L13).  îòëè÷èå îò ðèñ. 5, à, îïðåäå-
ëèòü íåïîñðåäñòâåííî (áåç ïåðåñ÷åòà) èçìåíåíèå òîêà
â ýëåìåíòàõ k-ãî ÑÊ ïðè èçìåíåíèè åãî èíäóêòèâíî-
ñòè è îöåíèòü òðåáóåìûé çàïàñ ïðåäåëüíûõ ïàðàìåò-
ðîâ ýëåìåíòîâ îòíîñèòåëüíî èäåàëüíîãî ñëó÷àÿ ñ ñèì-
ìåòðèåé ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ ïðåäñòàâëÿåòñÿ çà-
òðóäíèòåëüíûì.
Ñðåäíèå çíà÷åíèÿ òîêà â ýëåìåíòàõ áàçîâîãî ÑÊá
ÏÏÍá (k-ãî ÑÊ ÏÏÍ) � IS1ñðñ (IS1ñðk) óïðàâëÿåìîãî
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3
11
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
êëþ÷à S1ñ (S1k), IVD2ñðñ (IVD2ñðk) íåóïðàâëÿåìîãî êëþ-
÷à VD2ñ (VD2k), IVD1ñðñ (IVD1ñðk) áëîêèðîâî÷íîãî äèî-
äà VD1ñ (VD1k), IW1ñðñ (IW1ñðk) îáìîòêè W1ñ (W1k)
äðîññåëÿ, IW2ñðñ (IW2ñðk) îáìîòêè W2ñ (W2k) äðîññåëÿ,
IW1∪W2ñðñ (IW1∪W2ñðk) îáùèõ âèòêîâ îáìîòîê W1ñ è W2ñ
(W1k è W2k) äðîññåëÿ � îïðåäåëÿþòñÿ âûðàæåíèÿìè [5]:
1cpc 1c òð í 2c 21 òð í
2cpc 1c í 1cpc 2c â
1cpc 1cpc 2cpc 1cpc
1 2cpc 1cpc 1cpc
0,5 ê ê 0,5 ê ê ;
0,5 ê ; 0,5 ê ;
; ;
,
S m m
VD m VD m
W S W VD
W W S VD
I I I n
I I I I
I I I I
I I I∪
= =
= =
= =
= +
(20)
1cp 1 òð í 2 21 òð í
2cp 1 í 1cp 2 â
1cp 1cp 2cp 1cp
1 2cp 1cp 1cp
0,5 ê ê 0,5 ê ê ;
0,5 ê ; 0,5 ê ;
; ;
.
S k m k m k
VD k m k VD k m k
W k S k W k VD k
W W k S k VD k
I I I n
I I I I
I I I I
I I I∪
= =
= =
= =
= +
(21)
Äåéñòâóþùèå çíà÷åíèÿ òîêà â ýëåìåíòàõ ñîîòâåò-
ñòâåííî îïðåäåëÿþòñÿ âûðàæåíèÿìè [5]:
0,5
1äc 2c 21 òð í
0,5 0,5
2äc 1c í 1äc 2c â
1äc 1äc 2äc 1äc
1 2äc 1äc 1äc
ê (ê / 3) ;
(ê / 3) ; (ê / 3) ;
; ;
,
S m
VD m VD m
W S W VD
W W S VD
I I n
I I I I
I I I I
I I I∪
=
= =
= =
= +
(22)
0,5
1ä 2 21 òð í
0,5 0,5
2ä 1 í 1ä 2 â
1ä 1ä 2ä 1ä
1 2ä 1ä 1ä
ê (ê / 3) ;
(ê / 3) ; (ê / 3) ;
; ;
.
S k m k
VD k m k VD k m k
W k S k W k VD k
W W k S k VD k
I I n
I I I I
I I I I
I I I∪
=
= =
= =
= +
(23)
Íîðìèðîâàííûå ñðåäíèå 1cp ,S kI 2cp ,VD kI 1cp ,VD kI
1cp ,W kI 2cp ,W kI 1 2cpW W kI ∪ è äåéñòâóþùèå 1ä ,S kI
2ä ,VD kI 1ä ,VD kI 1ä ,W kI 2ä ,W kI 1 2äW W kI ∪ çíà÷åíèÿ òîêà
â ýëåìåíòàõ k-ãî ÑÊ îïðåäåëÿþòñÿ âûðàæåíèåì:
1cp 2cp 1cp 1cp 2cp
1 2cp 1ä 2ä 1ä
1ä 2ä 1 2ä 1c 1/ ,
S k VD k VD k W k W k
W W k S k VD k VD k
W k W k W W k k
I I I I I
I I I I
I I I L L
∪
∪
= = = = =
= = = = =
= = = =
(24)
ãäå 1cp 1cp 1cpc/ ,S k S k SI I I= 2cp 2cp 2cpc/ ,VD k VD k VDI I I= �,
2ä 2ä 2äc/ ,W k W k WI I I= 1 2ä 1 2ä 1 2äc/W W k W W k W WI I I∪ ∪ ∪=
îïðåäåëÿþòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ (20)�(23) àíàëîãè÷-
íî ñîîòíîøåíèþ (18).
Ñõåìà óïðàâëåíèÿ ÑÓ2 îáåñïå÷èâàåò óñëîâèÿ
ðàâåíñòâà ñðåäíèõ òîêîâ íàãðóçêè k-õ ÑÊ íåçàâèñè-
ìî îò çíà÷åíèé èíäóêòèâíîñòåé L1k:
Iíñðk=Iík=Iíñk=Ií/N. (25)
Ñèëîâûå êàíàëû ÑÊL1kmax ñ ìàêñèìàëüíûìè çíà-
÷åíèÿìè èíäóêòèâíîñòè L1k=L1kmax ôóíêöèîíèðóþò
á)à)
â)
Ðèñ. 5. Çàâèñèìîñòè îò îòíîñèòåëüíîé èíäóêòèâíîñòè íîð-
ìèðîâàííûõ àìïëèòóäíûõ (1), ñðåäíèõ (2) è äåéñòâóþùèõ
(3) çíà÷åíèé òîêîâ â ýëåìåíòàõ k-ãî ÑÊ ÏÏÍ äëÿ ÑÓ1
(N=3) äëÿ ñëó÷àåâ, êîãäà â êà÷åñòâå áàçîâîé âûáèðàëàñü
èíäóêòèâíîñòü L12 (à), L11 (á), L13 (â)
I
1,6
1,2
0,8
0,4
0
Láñ=L1ñ=L12
À
3
2
1
0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 L11/L1c
I
1,6
1,2
0,8
0,4
0
0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 L11/L1c
Lá1=L11
3
2
1
I
8
6
4
2
0
0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 L11/L1c
Lá3=L13
3
2
1
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3
12
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
â ãðàíè÷íîì ðåæèìå, à îñòàëüíûå ÑÊ � â ðàçðûâ-
íîì ðåæèìå. Çíà÷åíèå L1kmax îïðåäåëÿåòñÿ êàê
L1kmax=max{L1k}. (26)
Ïðè àñèììåòðèè ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ ÏÏÍ
÷àñòîòà fk=f(L1kmax)=f{L1kmax} îïðåäåëÿåòñÿ çíà÷åíè-
åì L1kmax [5]. Âðåìÿ íàêîïëåíèÿ tík è âîçâðàòà tâk ýëåê-
òðè÷åñêîé ýíåðãèè â k-ì ÑÊ íå ðàâíû ìåæäó ñîáîé
è íå ðàâíû âðåìåíè íàêîïëåíèÿ tíc è âðåìåíè âîç-
âðàòà tâc ïðè ñèììåòðèè ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ:
tík≠tíc, tâk≠tâc.
Ïðè èñïîëüçîâàíèè ñõåìû óïðàâëåíèÿ ÑÓ2 äëÿ
ëþáîãî k-ãî ÑÊ ñïðàâåäëèâî ñîâìåñòíîå âûïîëíå-
íèå óñëîâèé (25) è (27):
y 1 2 21 cy cy 1 max
y c 1 max è è 1 max
ç ç 1 max í í 1 max
â â 1 max í í 1 max
â â 1 max
( ) ( , , ), { },
, { }, { },
ê ê { }, { },
{ }, ê ê { },
ê ê { },
k k k k k k
k k k k k k
k k k k k k
k k k k k k
k k k
u t f L L n T T L
t t f f L t t L
L t t L
t t L L
L
= ∆ ∆ ∆ =
∆ = ∆ = ≤
≤ ≤
≤ ≤
≤
(27)
ãäå Tñy{L1kmax}, f{L1kmax}, tèk{L1kmax}, êçk{L1kmax},
tík{L1kmax}, tâk{L1kmax}, êík{L1kmax}, êâk{L1kmax} � ïà-
ðàìåòðû ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â k-ì ñèëîâîì
êàíàëå ÑÊL1kmax.
Äëÿ ñèëîâîãî êàíàëà ÑÊá áàçîâîãî ïðåîáðàçîâà-
òåëÿ ÏÏÍá ñïðàâåäëèâî ñîâìåñòíîå âûïîëíåíèå
óñëîâèé
yñ y cyc cy 1 max
c 1 max íc í
èc èc è 1 max çc çc ç 1 max
íc íc í 1 max âc âc â 1 max
íc íc í 1 max âc âc â 1 max
( ) ( ), { },
{ }, / ,
{ }, ê ê =ê { },
{ }, { },
ê =ê =ê { }, ê =ê =ê { },
k k k
k k
k k k k k k
k k k k k k
k k k k k k
u t u t T T L
f f L I I N
t t t L L
t t t L t t t L
L L
= =
= = = = =
= = = =
(28)
è
L1ñk=L1ñ=L1kmax. (29)
Ñðåäíèé òîê íàãðóçêè Iík k-ãî ÑÊ ÏÏÍ ñîãëàñíî
ñîîòíîøåíèþ (25) ðàâåí ñðåäíåìó òîêó Iíñk íàãðóç-
êè ÑÊá áàçîâîãî ÏÏÍá è â ñîîòâåòñòâèè ñ [5] îïðå-
äåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì
( )
( )
í 2 í íy 21 íñ
2c íc íy 21
0,5 1 ê ( 1)
0,5 1 ê ( 1) .
k m k k k
m
I I F n I
I F n
= + − = =
= + − (30)
Çàïèøåì êîýôôèöèåíòû íàêîïëåíèÿ êík è êíñ,
èñïîëüçóÿ ñîîòíîøåíèå (12) ñ ó÷åòîì (27) è (28) êàê
êík=Im1kL1k/(ULíT); êíñ=Im1ñL1ñ/(ULíT). (31)
Ïîäñòàâëÿÿ ýòè çíà÷åíèÿ â (30) ñ ó÷åòîì (5) äëÿ
íîðìèðîâàííûõ àìïëèòóäíûõ çíà÷åíèé òîêîâ 1 ,m kI
2m kI â k-ì ÑÊ, ìîæíî çàïèñàòü:
0,5
1 1 1c 2 2 2c 1c 1/ / ( / ) .m k m k m m k m k m kI I I I I I L L= = = = (32)
Ñ ó÷åòîì (22), (23) äëÿ íîðìèðîâàííûõ äåéñòâó-
þùèõ çíà÷åíèé òîêîâ 1ä ,S kI 2ä ,VD kI 1ä ,VD kI 1ä ,W kI
2ä ,W kI 1 2äW W kI ∪ â ýëåìåíòàõ k-ãî ÑÊ çàïèøåì:
1ä 2ä 1ä 1ä 2ä
0,5
1 2ä 1c 1( / ) .
S k VD k VD k W k W k
W W k k
I I I I I
I L L∪
= = = = =
= = (33)
Âèäèì, ÷òî íîðìèðîâàííûå àìïëèòóäíûå çíà÷å-
íèÿ òîêà â ýëåìåíòàõ ÑÊ ðàñïðåäåëÿþòñÿ îáðàòíî
ïðîïîðöèîíàëüíî êîðíÿì êâàäðàòíûì, à äåéñòâóþ-
ùèå � îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî êîðíÿì ÷åòâåðòîé
ñòåïåíè èç èíäóêòèâíîñòè äðîññåëåé ÑÊ. Íà ðèñ. 6
äëÿ ñõåìû óïðàâëåíèÿ ÑÓ2 ïðåäñòàâëåíû çàâèñèìî-
ñòè íîðìèðîâàííûõ àìïëèòóäíûõ 1m kI è äåéñòâóþ-
ùèõ 1ä ,S kI 2ä ,VD kI 1ä ,VD kI 1ä ,W kI 2ä ,W kI 1 2äW W kI ∪ òî-
êîâ â ýëåìåíòàõ k-ãî ÑÊ îò îòíîñèòåëüíîé èíäóê-
òèâíîñòè 1 .kL Ó÷èòûâàÿ, ÷òî L1ñ=L1kmax è äëÿ âûá-
ðàííîãî âûøå ïðèìåðà L1ñ=L1kmax=1,5L1, îòíîñèòåëü-
íàÿ èíäóêòèâíîñòü 1kL ñîîòâåòñòâåííî èçìåíÿåòñÿ
îò 0,33 äî 1.
Ñõåìà óïðàâëåíèÿ ÑÓ3 îáåñïå÷èâàåò âûïîëíå-
íèå óñëîâèÿ ðàâåíñòâà àìïëèòóäíûõ çíà÷åíèé òîêîâ
â äðîññåëÿõ ÑÊ:
11 1 1
21 2 2
;
.
m m k m N
m m k m N
I I I
I I I
= = =
= = =
K K
K K
(34)
Ïðè àñèììåòðèè ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ (ïðè
∆L1k≠0) ÏÏÍ ôóíêöèîíèðóåò íà ÷àñòîòå fk=f{L1kmax},
òîêè íàãðóçêè Iík ñèëîâûõ êàíàëîâ íå ðàâíû ìåæäó
ñîáîé. ÑÊ ñ ìàêñèìàëüíûì çíà÷åíèåì èíäóêòèâíî-
ñòè äðîññåëÿ L1kmax ôóíêöèîíèðóåò â ãðàíè÷íîì ðå-
æèìå, à îñòàëüíûå ÑÊ � â ðàçðûâíîì ðåæèìå.
Ïðè èñïîëüçîâàíèè ñõåìû óïðàâëåíèÿ ÑÓ3 äëÿ
ëþáîãî k-ãî ÑÊ ÏÏÍ ñïðàâåäëèâî ñîâìåñòíîå âû-
ïîëíåíèå óñëîâèé (27) è (35):
Im1k=Im1; Ií1≠�≠Iík≠Iíñk. (35)
Ðèñ. 6. Çàâèñèìîñòè íîðìèðîâàííûõ àìïëèòóäíûõ (1) è
äåéñòâóþùèõ (2) çíà÷åíèé òîêîâ îò îòíîñèòåëüíîé èí-
äóêòèâíîñòè â ýëåìåíòàõ k-ãî ÑÊ ÏÏÍ äëÿ ÑÓ2 (N=3)
I
1,6
1,4
1,2
1,0
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 L1k/L1c
1
2
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3
13
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
Äëÿ k-ãî ñèëîâîãî êàíàëà ÑÊá áàçîâîãî ïðåîáðà-
çîâàòåëÿ ñïðàâåäëèâî ñîâìåñòíîå âûïîëíåíèå óñëî-
âèé (28) è (36):
Im1ñ≤Im1k. (36)
Ñ ó÷åòîì (34) ïîëó÷èì:
1 í í 1 1 max í ímax 1 max
2 â â 2 2 max â âmax 2 max
ê / ê / ;
ê / ê / .
m k L k k m k L k
m k L k k m k L k
I U T L I U T L
I U T L I U T L
= = =
= = =
(37)
ãäå Im1kmax, Im2kmax � âåëè÷èíû ïóëüñàöèé â äðîññå-
ëå ñèëîâîãî êàíàëà ÑÊL1kmax ÏÏÍ ñ ìàêñèìàëüíûìè
èíäóêòèâíîñòÿìè L1kmax, L2kmax è ìàêñèìàëüíûìè
êîýôôèöèåíòàìè íàêîïëåíèÿ êímax è âîçâðàòà êâmax:
Im1kmax=Im1k{L1kmax}, Im2kmax=Im1k{L2kmax},
êímax=êík{L1kmax}, êâmax=êâk{L2kmax}.
Èç (37) ñëåäóåò, ÷òî êîýôôèöèåíòû êík è êâk îïðå-
äåëÿþòñÿ ñîîòíîøåíèÿìè:
êík=êímax(L1k/L1kmax);
êâk=êâmax(L2k/L2kmax)=êâmax(L1k/L1kmax). (38)
 ýòîì ñëó÷àå äëÿ îòíîøåíèÿ îäíîèìåííûõ âå-
ëè÷èí ñðåäíèõ òîêîâ â ýëåìåíòàõ k-ãî ÑÊ è â ýëå-
ìåíòàõ ÑÊL1kmax ìîæíî çàïèñàòü:
IW1ñðk/IW1ñðkmax=IW2ñðk/IW2ñðkmax=
=IW1∪W2ñðk/IW1∪W2ñðkmax= IS1ñðk/IS1ñðkmax=
=IVD1ñðk/IVD1ñðkmax=IVD2ñðk/IVD2ñðkmax=
=(Uí/Rík)/(Uí/Ríkmax)=L1k/L1kmax, (39)
ãäå Ríkmax=Rík{L1kmax} � ñîïðîòèâëåíèå íàãðóçêè ñè-
ëîâîãî êàíàëà ÑÊL1kmax ñ ìàêñèìàëüíûì çíà÷åíèåì
èíäóêòèâíîñòè L1k=L1kmax.
Ïðè êíc=êímax è Òñ=Ò ìîæíî çàïèñàòü:
Imk/Im1c=L1c/L1kmax≥1,
ò. ê. L1c≥L1kmax, à ïðè ñèììåòðèè ýëåêòðè÷åñêèõ ïðî-
öåññîâ L1c=L1kmax.
Òîãäà
IW1ñðkmax/IW1ñðñ=IW2ñðkmax/IW2ñðñ=
=IW1∪W2ñðkmax/IW1∪W2ñðñ=IS1ñðkmax/IS1ñðñ=
=IVD1ñðkmax/IVD1ñðñ=IVD2ñðkmax/IVD2ñðñ=Im1max/Im1c=
=L1ñ/L1kmax. (40)
Ïîäñòàâëÿÿ IW1ñðkmax, IW2ñðkmax, IW1∪W2ñðkmax,
IS1ñðkmax, IVD1ñðkmax, IVD2ñðkmax, ïîëó÷åííûå èç (40), â
(39), ïîëó÷èì íîðìèðîâàííûå ñðåäíèå çíà÷åíèÿ òî-
êîâ â ýëåìåíòàõ ÑÊ:
1cp 2cp 1cp 1cp 2cp
1 2cp 1 1c/ ,
S k VD k VD k W k W k
W W k k
I I I I I
I L L∪
= = = = =
= = (41)
ãäå 1cp 1cp 1cpc/ ,S k S k SI I I= 2cp 2cp 2cpc/ ,VD k VD k VDI I I= �,
1 2cp 1 2cp 1 2cpc/ .W W k W W k W WI I I∪ ∪ ∪=
Àíàëîãè÷íûì îáðàçîì ñ ó÷åòîì ñîîòíîøåíèé (22)
è (23) ïîëó÷àþòñÿ íîðìèðîâàííûå äåéñòâóþùèå çíà-
÷åíèÿ òîêîâ 1ä ,S kI 2ä ,VD kI 1ä ,VD kI 1ä ,W kI 2ä ,W kI
1 2äW W kI ∪ â ýëåìåíòàõ ÑÊ:
1ä 1ä1ä 1äc 1ä 1äc
2ä 1ä2ä 2äc 1ä 1äc
2ä 1 2ä2ä 2äc
0,5
1 2ä 1 2äc 1 1c
/ /
/ /
/
/ ( / ) .
S k VD kS k S VD k VD
VD k W kVD k VD W k W
W k W W kW k W
W W k W W k
I I I I I I
I I I I I I
I I I I
I I L L
∪
∪ ∪
= = = =
= = = = =
= = = =
= =
(42)
Ïðè àñèììåòðèè ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåññîâ
í í
1
(1/ ) 1/ .
N
k
k
R R
=
=∑ (43)
Ñîïðîòèâëåíèå Rík ñ ó÷åòîì (39) îïðåäåëÿåòñÿ â
âèäå:
Rík=Ríkmax/(L1k/L1kmax). (44)
Èç (43) ñ ó÷åòîì (44) ñëåäóåò:
1
í max í 1 1 max
1
( / ) 1 .
N
k k k
k
R R L L
−
=
= +
∑ (45)
Ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà f äëÿ ãðàíè÷íîãî ðåæèìà îïðå-
äåëÿåòñÿ ïðè Rík=Ríkmax êàê [6]
f={RíkUâõ[UâõUí�FâóU2
âõ�FíóU
2
í]}/
/{2L1kmaxUí[Uâõ(n21�Fâó )+Uí(1�Fíón21)]
2}. (46)
Çíà÷åíèå èíäóêòèâíîñòè L1ñ, ïðè êîòîðîé îáåñ-
ïå÷èâàåòñÿ èäåíòè÷íîñòü òîêîâ â ÑÊá ÏÏÍá, îïðå-
äåëÿåòñÿ ïðè Rík=NRí, fñ=f êàê [6]
L1ñ={RíkUâõ[UâõUí�FâóU2
âõ�FíóU
2
í]}/
/{2fñUí[Uâõ(n21�Fâó )+Uí(1�Fíón21)]
2}. (47)
Íîðìèðîâàííûå ñðåäíèå òîêè â ÑÊ ðàñïðåäåëÿ-
þòñÿ ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíî èíäóêòèâíîñòÿì äðîñ-
ñåëåé ÑÊ, äåéñòâóþùèå òîêè � ïðÿìî ïðîïîðöèî-
íàëüíî êîðíÿì êâàäðàòíûì èç çíà÷åíèé èíäóêòèâ-
íîñòè äðîññåëåé ÑÊ.
Íà ðèñ. 7 äëÿ ñõåìû óïðàâëåíèÿ ÑÓ3 ïðåäñòàâëå-
íû çàâèñèìîñòè íîðìèðîâàííûõ ñðåäíèõ 1cp ,S kI
Ðèñ. 7. Çàâèñèìîñòè íîðìèðîâàííûõ ñðåäíèõ (1) è äåéñòâó-
þùèõ (2) çíà÷åíèé òîêîâ îò îòíîñèòåëüíîé èíäóêòèâíî-
ñòè â ýëåìåíòàõ k-ãî ÑÊ äëÿ ÑÓ3 (N=3)
I
0,9
0,7
0,5
0,3
0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 L1k/L1c
2
1
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2008, ¹ 3
14
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ: ÈÑÑËÅÄÎÂÀÍÈß, ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÈ
2cp ,VD kI 1cp ,VD kI 1cp ,W kI 2cp ,W kI 1 2cpW W kI ∪ è äåéñòâó-
þùèõ 1ä ,S kI 2ä ,VD kI 1ä ,VD kI 1ä ,W kI 2ä ,W kI 1 2äW W kI ∪
çíà÷åíèé òîêîâ â ýëåìåíòàõ ÑÊ îò îòíîñèòåëüíîé
èíäóêòèâíîñòè 1 1 1c/ .k kL L L=
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî L1ñ≥L1kmax è äëÿ âûáðàííîãî âûøå
ïðèìåðà L1ñ=L1kmax=1,5L1, îòíîñèòåëüíàÿ èíäóêòèâ-
íîñòü 1kL èçìåíÿåòñÿ îò 0,33 äî 1.
Ïîëó÷åííûå ñîîòíîøåíèÿ äëÿ îïðåäåëåíèÿ òîêîâ
â ýëåìåíòàõ ÑÊ èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé ïî-
ñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ, ôóíêöèîíèðóþùèõ â ãðàíè÷-
íîì ðåæèìå, â òîì ÷èñëå ïðè íåèäåíòè÷íîñòè ïàðà-
ìåòðîâ äðîññåëåé ÑÊ, ÿâëÿþòñÿ îáîáùåííûìè äëÿ
âîñüìè òèïîâ îñíîâíûõ íàèáîëåå èçâåñòíûõ ñõåì
ñèëîâûõ êàíàëîâ. Îíè ïîçâîëÿþò ïðîâîäèòü òðåáó-
åìûå ðàñ÷åòû ïðè ðåøåíèè çàäà÷ èññëåäîâàíèÿ è
ïðîåêòèðîâàíèÿ ñèëîâîé ÷àñòè èìïóëüñíûõ ÏÏÍ ñ
ðàçëè÷íûìè ñõåìàìè óïðàâëåíèÿ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Ïåðå÷åíü ãîñóäàðñòâåííûõ, íàó÷íûõ è íàó÷íî-òåõíè÷åñêèõ
ïðîãðàìì ïî ïðèîðèòåòíûì íàïðàâëåíèÿì ðàçâèòèÿ íàóêè è òåõíè-
êè íà 2002�2006 ãã. Ïîñòàíîâëåíèå ÊÌÓ ¹ 1716 îò 24.12 2001 ã.
2. Êîíöåïö³ÿ ðîçâèòêó ÂÀÒ «Óêðòåëåêîì» äî 2010 ðîêó.�
Îäåñà: ÎÍÀÇ ³ì. Î.Ñ. Ïîïîâà, 2006.
3. Êàäàöêèé À. Ô. Ýëåêòðè÷åñêèå ïðîöåññû â ìíîãîôàçíûõ
èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ ïðè ðàç-
ðûâíûõ òîêàõ äðîññåëåé // Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà â àâòîìàòèêå.�
1985.� Âûï. 16.� Ñ. 55�67.
4. Êàäàöêèé À. Ô., Ãóí÷åíêî Þ. À. Ýëåêòðè÷åñêèå ïðîöåññû
â èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ ñ ãðà-
íè÷íûì ðåæèìîì ôóíêöèîíèðîâàíèÿ // Ïðàö³ ÓÍIJÐÒ.� 2003.�
¹ 2�3.� Ñ. 23�25.
5. Êàäàöüêèé À. Ô., Ãóðêîâ Â. Ã., Ãðàáîâèé Î. À., Ìàëÿâií
². Ï. Äî äîñë³äæåííÿ íåñèìåòðè÷íèõ åëåêòðè÷íèõ ïðîöåñ³â â
³ìïóëüñíèõ ïåðåòâîðþâà÷àõ ìîäóëüíî¿ ñòðóêòóðè // Íàóêîâ³ ïðàö³
ÎÍÀÇ ³ì. Î.Ñ. Ïîïîâà.� 2003.� ¹ 1.� Ñ. 27�34.
6. Êàäàöêèé À. Ô., Ðóñó À. Ï. Àíàëèç ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåñ-
ñîâ â èìïóëüñíûõ ïðåîáðàçîâàòåëÿõ ïîñòîÿííîãî íàïðÿæåíèÿ ñ
øèðîòíî-èìïóëüñíûì ìåòîäîì ðåãóëèðîâàíèÿ // Ýëåêòðè÷å-
ñòâî.� 2005.� ¹ 3.� Ñ. 43�54.
ÍÎÂÛÅ ÊÍÈÃÈ
Í
Î
Â
Û
Å
Ê
Í
È
Ã
È
Íåíàäîâè÷ Ä. Ì. Ìåòîäîëîãè÷åñêèå àñïåêòû ýêñïåðòèçû òåëåêîììóíè-
êàöèîííûõ ïðîåêòîâ.� Ì.: Ãîðÿ÷àÿ ëèíèÿ�Òåëåêîì, 2008.� 280 ñ.
Ðàññìîòðåíû âîïðîñû ñíèæåíèÿ ñòåïåíè ñóáúåêòèâíîñòè ýêñïåðòíûõ îöåíîê, ôîð-
ìèðóåìûõ íà ðàçëè÷íûõ ñòàäèÿõ ïðîåêòèðîâàíèÿ òåëåêîììóíèêàöèîííûõ ñèñòåì.
Ïðåäñòàâëåííûé â êíèãå ïîäõîä ê îðãàíèçàöèè ýêñïåðòíîé äåÿòåëüíîñòè îñíîâàí
íà èñïîëüçîâàíèè îñíîâíûõ ðåçóëüòàòîâ òåîðèè âåðîÿòíîñòåé è ñëó÷àéíûõ ïðîöåñ-
ñîâ, òåîðèè íå÷åòêèõ ìíîæåñòâ, òåîðèè ìàòåìàòè÷åñêîé ñòàòèñòèêè, òåîðèè ïåðå-
ìåííûõ ñîñòîÿíèÿ è ìàðêîâñêèõ ïðîöåññîâ, òåîðèè ìàññîâîãî îáñëóæèâàíèÿ è òåî-
ðèè èãð, âåêòîðíîé îïòèìèçàöèè, ìåòîäîâ ìàòåìàòè÷åñêîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ãå-
íåòè÷åñêîãî ïîèñêà, èñêóññòâåííûõ íåéðîííûõ ñåòåé è ìíîãîêðèòåðèàëüíîãî àíàëè-
çà ýôôåêòèâíîñòè ñòîõàñòè÷åñêèõ ïðîöåññîâ. Îñîáîå âíèìàíèå óäåëåíî ðàçðàáîòêå
ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé ýêñïåðòíûõ ïîêàçàòåëåé êà÷åñòâà òåëåêîììóíèêàöèîí-
íûõ ñèñòåì, àíàëèç äèíàìèêè çíà÷åíèé êîòîðûõ ïîçâîëÿåò ôîðìèðîâàòü ýêñïåðò-
íûå îöåíêè êà÷åñòâà òåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé, ïðèíèìàåìûõ íà ðàçëè÷íûõ ýòàïàõ
ïðîåêòèðîâàíèÿ òåëåêîììóíèêàöèîííûõ ñèñòåì.
Äëÿ ñïåöèàëèñòîâ, îñóùåñòâëÿþùèõ ýêñïåðòíóþ äåÿòåëüíîñòü â õîäå ðàçðàáîò-
êè òåëåêîììóíèêàöèîííûõ ñèñòåì, ðàçðàáîò÷èêîâ ýêñïåðòíûõ ñèñòåì, ïðåïîäàâàòå-
ëåé, àñïèðàíòîâ è ñòóäåíòîâ âóçîâ.
Ïðîãíîçèðîâàíèå äèýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ íåêðèñòàëëèçóåìîé ìîíîàðìèðîâàííîé ïîëèìàòðè÷íîé
ñòåêëîêåðàìèêè. (Óêðàèíà, ã. Îäåññà)
Ïîâûøåíèå ýôôåêòèâíîñòè óëüòðàçâóêîâîé î÷èñòêè â âàííàõ ñ ðàñïðåäåëåííûìè ïðåîáðàçîâàòåëÿìè.
(Ðåñïóáëèêà Áåëàðóñü, ã. Ìèíñê)
Ñâîéñòâà íàíîêîìïîçèòîâ íà îñíîâå îïàëîâûõ ìàòðèö ñ 3D-ñòðóêòóðîé, îáðàçîâàííîé ìàãíèòíûìè
íàíî÷àñòèöàìè. (Ðîññèÿ, ã. Åêàòåðèíáóðã, ã. Ìîñêâà, ã. Íèæíèé Òàãèë)
Òåíçîðåçèñòîðû íà îñíîâå íèòåâèäíûõ êðèñòàëëîâ êðåìíèÿ äëÿ íèçêèõ òåìïåðàòóð. (Óêðàèíà, ã. Ëüâîâ)
Ìåòîäû è ñðåäñòâà êîìïüþòåðíîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ â ñåòè Èíòåðíåò. (Ðåñïóáëèêà Áåëàðóñü, ã. Ìèíñê)
Êîíöåïöèÿ ïîñòðîåíèÿ ðàäèîòåõíè÷åñêèõ ñèñòåì îõðàíû ïåðèìåòðîâ êðóïíûõ îáúåêòîâ. (Óêðàèíà,
ã. Õàðüêîâ)
Ðåàëèçàöèÿ àðèôìåòè÷åñêèõ îïåðàöèé ñ êîìïëåêñíûìè ÷èñëàìè â
ýëåìåíòíîì áàçèñå ÏËÈÑ. (Óêðàèíà, ã. Êèåâ)
Ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå íåñòàöèîíàðíûõ òåïëîâûõ ðåæèìîâ
áëîêà ÑÈÄ-3-148. (Óêðàèíà, ã. Îäåññà)
Èññëåäîâàíèå ðàäèàöèîííîé ñòîéêîñòè ãèáðèäíûõ èíòåãðàëüíûõ
ìèêðîñõåì. (Óêðàèíà, ã. Îäåññà)
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åä
àê
ö
è
è
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åä
àê
ö
è
è
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
Ø
â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè
â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè â ïîðòôåëå ðåäàêöèè
Ø
Ø
Ø
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åä
àê
ö
è
è
â
ï
îð
òô
åë
å
ð
åä
àê
ö
è
è
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52419 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:38:17Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кадацкий, А.Ф. Малявин, И.П. 2014-01-01T17:04:21Z 2014-01-01T17:04:21Z 2008 Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры / А.Ф. Кадацкий, И.П. Малявин // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2008. — № 3. — С. 7-14. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52419 Рассмотрены преобразователи с автотрансформаторным включением дросселя с граничным режимом функционирования при асимметрии электрических процессов. Получены обобщенные соотношения для расчета токов в элемента схем. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Электронные средства: исследования, разработки Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры Асиметрія електричних процесів в імпульсних перетворювачах постійної напруги модульної структури The asymmetry of electrical processes in modular structure pulse converters of constant voltage with limit - discontinuous mode of operation Article published earlier |
| spellingShingle | Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры Кадацкий, А.Ф. Малявин, И.П. Электронные средства: исследования, разработки |
| title | Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры |
| title_alt | Асиметрія електричних процесів в імпульсних перетворювачах постійної напруги модульної структури The asymmetry of electrical processes in modular structure pulse converters of constant voltage with limit - discontinuous mode of operation |
| title_full | Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры |
| title_fullStr | Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры |
| title_full_unstemmed | Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры |
| title_short | Асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры |
| title_sort | асимметрия электрических процессов в импульсных преобразователях постоянного напряжения модульной структуры |
| topic | Электронные средства: исследования, разработки |
| topic_facet | Электронные средства: исследования, разработки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52419 |
| work_keys_str_mv | AT kadackiiaf asimmetriâélektričeskihprocessovvimpulʹsnyhpreobrazovatelâhpostoânnogonaprâženiâmodulʹnoistruktury AT malâvinip asimmetriâélektričeskihprocessovvimpulʹsnyhpreobrazovatelâhpostoânnogonaprâženiâmodulʹnoistruktury AT kadackiiaf asimetríâelektričnihprocesívvímpulʹsnihperetvorûvačahpostíinoínaprugimodulʹnoístrukturi AT malâvinip asimetríâelektričnihprocesívvímpulʹsnihperetvorûvačahpostíinoínaprugimodulʹnoístrukturi AT kadackiiaf theasymmetryofelectricalprocessesinmodularstructurepulseconvertersofconstantvoltagewithlimitdiscontinuousmodeofoperation AT malâvinip theasymmetryofelectricalprocessesinmodularstructurepulseconvertersofconstantvoltagewithlimitdiscontinuousmodeofoperation |