Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"Kalina DETKA"

Wpływ parametrów źródła sygnału sterującego na właściwości przetwornicy Buck

Czytaj za darmo! »

Przetwornice dc-dc są powszechnie wykorzystywane w impulsowych układach zasilających [1-6]. Jak wynika z przeglądu oferty producentów układów scalonych dedykowanych do zastosowania w układach zasilających urządzenia elektroniczne, najczęściej wykorzystuje się przetwornice obniżające napięcie (Buck) [3, 4, 7, 8]. Schemat klasycznej przetwornicy Buck przedstawiono na Rozważana przetwornica zawiera tranzystor, diodę, dławik i kondensator. Zasilana jest ona ze źródła napięciowego Uwe, a jej obciążenie stanowi rezystor Ro. Do prawidłowej pracy przetwornicy Buck niezbędny jest sygnał sterujący tranzystor w postaci ciągu impulsów prostokątnych o regulowanym współczynniku wypełnienia. W analizach komputerowych układów impulsowych, do których należą również przetwornice dc-dc, często przyjmuje się, że występujące w tych układach elementy półprzewodnikowe zachowują się jak idealne przełączniki [1, 3-5], tzn. że nie występują na nich straty energii, proces ich przełączania trwa nieskończenie krótko, a na parametry wyjściowe przetwornicy wpływa jedynie współczynnik wypełnienia sygnału sterującego. Dlatego typowo pomijany jest wpływ właściwości układu sterującego na charakterystyki przetwornic dc-dc. Tymczasem w rzeczywistości, stosowane powszechnie w charakterze elementów przełączających tranzystory MOS mocy wymagają odpowiednich poziomów napięcia sterującego (znacznie przekraczających wartość napięcia progowego Vth) w celu uzyskania pożądanej wartości prądu przewodzenia. Dodatkowo, ze względu na dużą wartość pojemności wejściowej tranzystora, czas trwania procesu przełączania tego tranzystora silnie zależy od wydajności prądowej źródła sygnału sterującego. Z drugiej strony, w celu zapewnienia bezpiecznego zakresu pracy tranzystora ogranicza się maksymalną wartość prądu bramki za pomocą rezystora RG włączonego szeregowo z bramką, szybkość narastania napięcia na bramce za pomocą dwójnika RC włączonego między bramkę a źródło tranzystora[...]

Wpływ doboru rdzenia dławika na nieizotermiczne charakterystyki przetwornicy buck


  Przetwornice dławikowe, w szczególności przetwornica buck, są powszechnie wykorzystywane w impulsowych układach zasilających. Jednym z elementów składowych tej przetwornicy jest dławik, który typowo zawiera rdzeń ferrytowy lub proszkowy [1, 2]. Jak pokazano m.in. w pracy [3], dobór materiału rdzenia w istotny sposób wpływa na charakterystyki dławika, w szczególności na zależność indukcyjności od prądu L(i). Przy projektowaniu i analizie układów elektronicznych są obecnie powszechnie stosowane programy komputerowe, wśród których jednym z najpopularniejszych jest program SPICE [4, 5]. Program ten wymaga odpowiednich modeli elementów występujących w analizowanych układach. W szczególności, w celu uwzględnienia wpływu zjawisk cieplnych w elementach elektronicznych na charakterystyki układów zawierających te elementy, niezbędne są elektrotermiczne modele elementów elektronicznych. W pracach dotyczących komputerowej analizy układów impulsowego przetwarzania energii, np. [6-8] typowo pomija się wpływ nieliniowości charakterystyk L(i) dławika oraz zjawisko samonagrzewania w tym elemencie, skupiając głównie uwagę na właściwościach elementów półprzewodnikowych. W pracy [9] rozważano wpływ nieliniowości modelu dławika na charakterystyki przetwornic buck i boost, ale ograniczono badania jedynie do symulacji komputerowych. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki symulacji i pomiarów dwóch przetwornic buck. Pierwsza z nich zawiera dławik z rdzeniem proszkowym, a druga - dławik z rdzeniem ferrytowym. Opisano kolejno: konstrukcje badanych przetwornic, scharakteryzowano zastosowane modele elementów elektronicznych oraz przedstawiono wyniki obliczeń i pomiarów rozważanych układów. Badane układy Badania przeprowadzono dla przetwornic buck o identycznej konfiguracji pokazanej na rys. 1, w której wykorzystano następujące elementy składowe: tranzystor mocy T1 typu MOS IRF 840, diodę D1 mocy BY 229, kondensator C0 o pojemności 1000 μF. W je[...]

The electrothermal model of the choking-coil for SPICE


  Choking-coils are necessary components of many switching-mode power converters [1]. The properties of this electronic component strongly depend on the ambient temperature and the mutual interactions of electric, magnetic and thermal phenomena [2]. While designing an electronic circuit, the computer programs dedicated for the analysis of electronic devices and circuits are commonly used [3]. Nowadays, SPICE is the most popular in the group of these programs. Unfortunately, the built-in in this program models of magnetic elements take into account neither capacity of windings nor thermal phenomena [4]. In turn, electrothermal models of the choking-coil for the program SPICE presented in the literature [4, 5] contain either errors or too far going simplifications, eg. omission of capacity of windings or losses of energy in the core. In the previous papers the Authors showed that both the frequency of operation [6] and the material of the core of the choking- coil [6] influence the characteristics of choking-coils and switched converters containing these choking-coils in an essential manner [7]. In this paper the Authors’ electrothermal model of the choking- coil dedicated for SPICE, taking into account physical phenomena existing in this element while the choking-coil is working in the dc-dc converter, is presented. In the second section the form of the worked out model is presented and in the third section selected results of calculations and measurements illustrating the correctness of this model are shown. The model form The elaborated by the Authors electrothermal model of a choking- coil has a form of the macromodel for SPICE. The network representation of this model is shown in Fig.1. As it is seen, this model consists of three blocks: the main circuit, auxiliary blocks and the thermal model. In the main circuit 6 elements exist: the voltage source V of zero-efficiency, the coil L of inductance 10 μΗ, the[...]

Wpływ samonagrzewania w dławiku na charakterystyki przetwornicy typu boost DOI:10.12915/pe.2014.09.06

Czytaj za darmo! »

W pracy rozważany jest wpływ zjawiska samonagrzewania w dławiku na charakterystyki przetwornicy boost. Zaprezentowano elektrotermiczny model dławika dla programu SPICE oraz wyniki obliczeń charakterystyk rozważanej przetwornicy uzyskane przy uwzględnieniu oraz pominięciu zjawiska samonagrzewania w tym elemencie. Wyniki obliczeń porównano z wynikami pomiarów uzyskanymi dla przetwornicy z dławikiem zawierającym rdzeń wykonany ze sproszkowanego żelaza. Abstract. This paper refers to considerations of the influence of self-heating in the choking-coil on characteristics of a boost converter. The electrothermal model of the choking-coil dedicated for SPICE is presented. Some results of calculations of characteristics of the boost converter obtained with self-heating in the choking-coil taking into account and at omitting this phenomenon are shown. Results of calculations are compared with results of measurements. Investigations are performed for choking-coils made from powdered iron. (The influence of self-heating in a choking-coil on characteristics of boost converters). Słowa kluczowe: przetwornica boost, dławik, samonagrzewanie, modelowanie, pomiary. Keywords: boost converter, choking-coil, self-heating, modelling, measurements. doi:10.12915/pe.2014.09.06 Wprowadzenie Przetwornice dc-dc są powszechnie wykorzystywane w impulsowych układach zasilających urządzenia elektroniczne. Jedną z najpowszechniej stosowanych konfiguracji układowych jest dławikowa przetwornica boost podwyższająca napięcie [1, 2]. Istotnym składnikiem tego układu jest dławik z rdzeniem ferromagnetycznym. Właściwości tego układu analizowano w licznych pracach [3, 4, 5], ale skupiono uwagę na właściwościach elementów półprzewodnikowych, natomiast pominięto właściwości elementów indukcyjnych. We wcześniejszych pracach autorów rozważano wpływ nieliniowości modelu dławika na charakterystyki rozważanej przetwornicy [6] oraz zaproponowano elektrotermiczny nieliniowy model[...]

Ocena przydatności wybranych modeli łącznika diodowotranzystorowego do wyznaczania charakterystyk przetwornicy SEPIC DOI:10.15199/48.2018.09.09

Czytaj za darmo! »

W układach impulsowego przekształcania energii elektrycznej wykorzystuje się różne konfiguracje przetwornic dc-dc. Wśród przetwornic dwudławikowych bardzo popularna jest przetwornica SEPIC [1]. Przetwornica ta umożliwia zarówno podwyższanie, jak i obniżanie napięcia, a jej schemat pokazano na rys.1. R0 R Uwy G M1 D1 Uwe L2 UG C1 C2 L1 Rys. 1. Schemat badanej przetwornicy SEPIC Rozważana przetwornica zawiera tranzystor unipolarny M1 sterowany ze źródła sygnału prostokątnego UG przez rezystor RG, diodę D1, dwa dławiki L1 i L2 oraz kondensatory C1 i C2. Wejście układu stanowi źródło napięciowe Uwe a jego obciążeniem jest rezystor R0. Jak wynika z literatury [1, 2, 3, 4], na właściwości układów elektronicznych, w tym przetwornic dc-dc silnie wpływają parametry zastosowanych komponentów oraz temperatura wnętrza Tj elementów składowych takiego układu stanowiąca sumę temperatury otoczenia Ta oraz przyrostu tej temperatury spowodowanego przez zjawisko samonagrzewania. Aby właściwie zaprojektować układy elektroniczne stosuje się odpowiednie programy komputerowe do analizy tych układów, np. program SPICE. Dokładność symulacji komputerowych zależy od dokładności zastosowanych modeli elementów elektronicznych. Z drugiej strony, wysoki stopień złożoności modeli powoduje nieuzasadniony wzrost czasu trwania obliczeń lub nawet może uniemożliwiać uzyskanie zbieżności tych obliczeń [5]. W przypadku analizy przetwornic dc-dc często wykorzystuje się tzw. modele uśrednione umożliwiające wyznaczenie charakterystyk rozważanych układów w stanie ustalonym przy wykorzystaniu analizy stałoprądowej [1, 2, 4, 6]. W latach 90-tych XX wieku zostały sformułowane uśrednione modele łącznika diodowo-tranzystorowego dedykowane do zastosowania w analizie przetwornic dc-dc za pomocą programu SPICE [1, 2]. Autorzy niniejszej pracy sformułowali elektrotermiczny model takiego łącznika [4, 7] i zweryfikowali jego przydatność do wyznaczania charakterys[...]

Pomiary wybranych parametrów i charakterystyk materiałów i elementów magnetycznych


  Właściwości materiałów i elementów magnetycznych są charakteryzowane za pomocą zestawu parametrów specyficznych dla tych materiałów lub elementów. Materiały magnetyczne są charakteryzowane przez parametry opisujące przebieg pętli histerezy magnetycznej, przenikalność magnetyczną oraz stratność rdzenia [1-3]. Z materiałów takich wykonywane są rdzenie ferromagnetyczne, których właściwości, oprócz parametrów materiałowych, są również charakteryzowane przez parametry geometryczne. Parametry elementów magnetycznych, takich jak dławiki i transformatory, obejmują zarówno parametry elektryczne, jak i magnetyczne oraz termiczne. Parametry magnetyczne dotyczą rdzenia ferromagnetycznego, zaś parametrami elektrycznymi są m.in. indukcyjność i rezystancja strat dławika, pojemność międzyzwojowa, przekładnia zwojowa transformatora, jego sprawność energetyczna, rezystancje szeregowe uzwojeń itd. [4, 5]. Z kolei, parametrami termicznymi, opisującymi skuteczność rozpraszania ciepła generowanego w elemencie, są własne i wzajemne przejściowe impedancje termiczne [6]. Każda z wymienionych powyżej grup parametrów materiałów lub elementów magnetycznych wymaga pomiaru w specyficznym układzie pomiarowym. Klasyczne układy i metody pomiaru wybranych parametrów materiałów i elementów magnetycznych opisano m.in. w pracy [15]. Jednak metody te są dedykowane do charakteryzowania właściwości materiałów w warunkach statycznych oraz parametrów elementów indukcyjnych przy zerowej wartości składowej stałej prądu tych elementów. W niniejszej pracy przedstawiono opis wybranych układów pomiarowych umożliwiających pomiar wybranych parametrów rozważanej klasy materiałów i elementów magnetycznych oraz wyniki pomiarów tych parametrów. Metody pomiaru parametrów materiałów magnetycznych Właściwości materiałów magnetycznych są charakteryzowane m.in. przez krzywą magnesowania B(H) w postaci pętli histerezy [4, 5], której kształt można zmierzyć, np. metodą oscyloskopową.[...]

Modelowanie charakterystyk przetwornicy buck z uwzględnieniem zjawisk cieplnych w dławiku DOI:10.15199/13.2015.9.10


  Ważnym podukładem impulsowych układów zasilających są przetwornice dc-dc [1]. W tej klasie układów jedną z najpopularniejszych jest dławikowa przetwornica buck [2]. Przetwornica ta zawiera dwa półprzewodnikowe elementy przełączające - tranzystor i diodę oraz dławik magazynujący energię. Dławik ma bardzo prostą budowę - składa się z uzwojenia oraz rdzenia ferromagnetycznego, lecz mimo to jego charakterystyki cechuje nieliniowość [3]. Przy projektowaniu i analizie układów elektronicznych powszechnie wykorzystuje się programy komputerowe, np. program SPICE [1]. Programy te wymagają zastosowania modeli elementów składowych badanego układu, które uwzględniają wszystkie istotne zjawiska zachodzące w rozważanym układzie. W układach impulsowego przetwarzania energii elektrycznej istotne znaczenie mają zjawiska cieplne, w szczególności zjawisko samonagrzewania [4]. W literaturze wiele miejsca poświęca się modelowaniu rozważanej klasy przetwornic [1, 2] oraz wpływowi właściwości elementów półprzewodnikowych na charakterystyki tej przetwornicy [1, 4]. Jednak w cytowanych pracach typowo zaniedbuje się nieliniowości charakterystyk dławika oraz zachodzące w nim zjawiska cieplne [1, 2]. W pracy [5] autorzy przedstawili wyniki badań ilustrujących wpływ samonagrzewania w dławiku na charakterystyki przetwornicy boost. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych dotyczących wpływu nieliniowości charakterystyk dławika oraz zjawisk cieplnych w tym elemencie na charakterystyki przetwornicy buck. Badania przeprowadzono dla dławików zawierających rdzenie wykonane z różnych materiałów ferromagnetycznych. Elektrotermiczny model dławika Przedstawiony w tym rozdziale elektrotermiczny model dławika stanowi równoległe połączenie kondensatora CW z szeregowym połączeniem nielinowej cewki LS z nieliniowym rezystorem RS. Reprezenta[...]

Wpływ rdzenia dławika na charakterystyki przetwornicy buck DOI:10.15199/48.2016.04.28

Czytaj za darmo! »

W pracy przeanalizowano wpływ właściwości rdzenia dławika zawartego w przetwornicy buck na jej charakterystyki. Przedstawiono i przedyskutowano zależności napięcia wyjściowego i sprawności energetycznej rozważanej przetwornicy oraz temperatury rdzenia od rezystancji obciążenia i częstotliwości sygnału sterującego. W oparciu o uzyskane wyniki pomiarów wskazano zakresy wartości rezystancji obciążenia zapewniające maksymalną sprawność energetyczną rozważanej przetwornicy zawierającej dławiki z rdzeniami wykonanymi z różnych materiałów ferromagnetycznych. Abstract. In the paper the influence of properties of an inductor core used in a buck converter on its characteristics is analyzed. The dependences of the converter output voltage, watt-hour efficiency and the core temperature on load resistance and frequency of the control signal are presented and discussed. On the basis of the obtained results of measurements the ranges of load resistance values, for which the highest values of watt-hour efficiency for the considered converter with inductors including cores made of different ferromagnetic materials are obtained, are shown. (The influence of an inductor core on buck converter characteristics). Słowa kluczowe: dławik, przetwornica buck, rdzeń ferromagnetyczny, pomiary. Keywords: inductor, buck converter, ferromagnetic core, measurements. Wstęp Przetwornice dławikowe, a w szczególności przetwornica buck, są często wykorzystywane do budowy impulsowych układów zasilających [1 - 6]. Jednym z jej elementów składowych jest dławik, który zawiera rdzeń wykonany z materiału ferromagnetycznego [3, 7, 8, 9]. Dobór materiału rdzenia w istotny sposób wpływa na zależność L(i) [8, 10]. W pracach [8, 11, 12] pokazano, że zależność ta istotnie wpływa na przebieg charakterystyk dławikowych przetwornic dc-dc. We wcześniejszych pracach autorów [7, 10, 13, 14] przeanalizowano wpływ materiału rdzenia dławika na charakterystyki przetwornicy boost. Przedstawio[...]

 Strona 1