Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 12

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  przetwornice DC/DC
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available remote Digital control of the buck converter using the law of conservation of energy
EN
Increasing requirements for power supplies make it increasingly difficult to meet these requirements by using classical converter control methods. Already developed control methods are constantly being improved, while at the same time new solutions are tested. Such a solution is to use the law of conservation of energy to stabilize the output voltage of the converter (Bumblebee project). During the research on the digital version of the converter control circuit operating according to the new method, the characteristic oscillations in the steady state were observed. The article shows the causes of this undesirable phenomenon and how to eliminate it.
PL
Rosnące wymagania stawiane układom zasilającym sprawiają, że coraz trudniej je spełnić wykorzystując klasyczne metody sterowania przetwornicami. Obecnie intensywnie poszukuje się metod udoskonalenia sterowania lub opracowywane są nowe. Takim rozwiązaniem jest wykorzystanie zasady zachowania energii do stabilizacji napięcia wyjściowego przetwornicy (projekt Bumblebee). W trakcie prac nad cyfrową wersją układu sterującego pracą przetwornicy zaobserwowano charakterystyczne oscylacje w stanie ustalonym. W artykule pokazano przyczyny tego niepożądanego zjawiska i sposób jego eliminacji.
PL
Referat zawiera przegląd ogniw paliwowych z opisem ich działania i własności. Przedstawione zostały układy przekształtnikowe współpracujące z ogniwami paliwowymi umożliwiające zastosowanie ich w aplikacjach transportowych. Przeanalizowane zostały różne rozwiązania topologiczne układów przetwarzających energię elektryczną wytworzoną w ogniwach paliwowych od tych najprostszych bez izolacji galwanicznej po te złożone bazujące na zjawisku rezonansu. W opisie tych rozwiązań zwrócono uwagę na część elektroenergetyczną, część sterowania oraz nadzoru.
EN
The paper comprises a review of fuel cells with a description of their operations and features. Converter systems have been presented which cooperate with fuel cells enabling their implementation in transport applications. Various topological solutions have been analysed of systems converting electrical energy created in fuel cells starting from the simple ones without galvanic isolation, to the complex ones based on resonance phenomenon. In the description of these solutions, attention has been paid to electrical power part, control and supervision part.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych ilustrujących wpływ parametrów źródła sygnału sterującego tranzystor kluczujący przetwornicy Buck i rezystancji występującej w obwodzie bramki tego tranzystora na charakterystyki rozważanej przetwornicy. Badania przeprowadzono w szerokim zakresie zmian rezystancji obciążenia oraz częstotliwości i współczynnika wypełniania sygnału sterującego. Uzyskane wyniki pomiarów porównano z wynikami obliczeń wykonanych przy wykorzystaniu elektrotermicznego modelu uśrednionego.
EN
In the paper the results of some experimental investigations of a buck converter are presented. These results illustrate the influence of parameters values of the source of signal controlling the transistor switch existing in the Buck converter and of the resistance connected in series with the gate of the transistor on the characteristics of the irwestigated converter. The investigations are performed in the wide range of changing the load resistance, frequency and duty cycle of the control signal. The obtained results of measurements are compared with results of calculations realized with the use of the electrothermal average model.
PL
Praca dotyczy analizy dławikowych przetwornic PWM w stanie ustalonym. Zaproponowano zależności analityczne pozwalające na wyznaczenie wartości napięcia wyjściowego oraz sprawności przetwornic BOOST i BUCK. Uzyskano je przy wykorzystaniu metody modeli uśrednionych, uwzględniając skończone rezystancje włączenia i wyłączenia elementów półprzewodnikowych występujących w przetwornicy oraz rezystancji szeregowej dławika. Poprawność opracowanych zależności analitycznych zweryfikowano przez porównanie wyników obliczeń uzyskanych za pomocą tych wzorów oraz przy wykorzystaniu programu SPICE.
EN
This paper concerns the problem of the analysis of the PWM dc-dc choppers at the steady state. The new analytical dependencies allowing to calculate the output voltage and the efficiency of the BOOST and BUCK converters are proposed. These dependencies are based on the method of the average models of dc-dc converters, where the finite ON- state and OFF-state resistances of the transistor and the diode, as well as the series resistance of the inductor are taken into account. The correctness of the proposed dependences was verified by SPICE analysis.
PL
Przedstawiono weryfikację nowej, oryginalnej koncepcji sterowania napięciem wyjściowym przetwornic DC/DC, polegającą na wykorzystaniu zasady zachowania energii. Dokonano porównania parametrów klasycznych przetwornic DC/DC standardu przemysłowego (stosując układ LT1170, który wykorzystuje metodę sterowania prądem) z przetwornicami wyposażonymi w analogowo-cyfrowy układ sterujący zaproponowany przez autorów. Wyniki przeprowadzonych badań wykazały bardzo dobre parametry porównywanych układów. Testy jednoznacznie wykazują dużo lepszą dynamikę oraz brak przesterowania dla konwertera sterowanego według opisanej metody, szczególnie dla zmiennych warunków obciążenia.
EN
In the paper verification of new DC/DC converters control method, designed by authors with use of law of conservation of energy is presented. A comparison was made between classic DC/DC converters used widely in industry (for comparison LT1170 device was chosen - current control method), with converters equipped with analog-digital controller designed by authors. Results of conducted simulation research confirmed superior parameters of proposed solution when compared to classic converters, and much better immunity to changes in loads resistance. Both solutions have similar static parameters. Proposed method is an attractive alternative for actual DC/DC converters control methods.
PL
Przedstawiono nową, oryginalną koncepcję sterowania pracą przetwornic DC/DC wykorzystującą zasadę zachowania energii. Utrzymując stałą ilość energii zgromadzonej w przetwornicy, będącej odpowiednikiem napięcia referencyjnego w klasycznych metodach sterowania, układ sterowania wymusza żądaną wartość napięcia wyjściowego układu. Układ sterowania tylko raz, na początku każdego cyklu pracy mierzy zmienne stanu i podejmuje decyzję o czasie trwania fazy ON, uwzględniając aktualne parametry punktu pracy przetwornicy. Opis matematyczny działania regulatora jest odmienny od stosowanych dotychczas rozwiązań np. regulatorów PID, sterowania wartością prądu cewki lub metody Sliding Edge. Jest to nowy mechanizm regulacji napięcia wyjściowego, odpowiadający możliwościom układów sterowania realizowanych w technice cyfrowej lub analogowo-cyfrowej. Proponowane rozwiązanie charakteryzuje się bardzo dużą dynamiką, krótkim czasem reakcji i brakiem oscylacji napięcia wyjściowego przetwornicy w stanie nieustalonym.
EN
In this paper authors presents new approach to the problem of controlling operation of DC/DC converters. This new approach is based on law of conservation of energy. By keeping constant amount of energy accumulated in converter, which is an equivalent to reference voltage in classic control methods, controller forces required output voltage level. Controller measures state variables only once and makes decision on duration of ON-phase, taking into consideration actual parameters of converter's fixed point. Mathematical controller description is different than typical solutions used up to date, for example PID regulators, coil current controlling, or Sliding Edge method. It's a new way of controlling output voltage that equals capabilities of control circuits build in digital or analog-digital technologies. Proposed solution has very high dynamics, short response time, and lack of oscillations of converter's output voltage in unsteady state.
PL
Opisano sposób formułowania i postać uśrednionego elektrotermicznego, małosygnałowego modelu dławikowych przetwornic boost. Za pomocą tego modelu wyznaczono charakterystyki częstotliwościowe badanej przetwornicy dla różnych warunków chłodzenia elementów półprzewodnikowych, zawartych w tej przetwornicy. Na podstawie uzyskanych wyników obliczeń stwierdzono wzrost tłumienia składowej zmiennej napięcia wyjściowego rozważanej przetwornicy przy wzroście częstotliwości sygnału sterującego i przy wzroście rezystancji termicznej elementów półprzewodnikowych.
EN
In this paper the method of formulating the electrothermal small-signal averaged model of the boost converter for SPICE, as well as a final form of such model are presented and described in details. Using this model the frequency characteristics of the boost converter with the MOS transistor as the power switch at the various cooling conditions of semiconductor devices have been calculated and discussed. As results from investigations, increasing both the thermal resistance of the semiconductor devices and a frequency of the controlling signal result in decreasing the ripple voltage at the converter output.
PL
W pracy zaproponowano metodę wyznaczania charakterystyk przetwornic dc-dc w stanie ustalonym, przy uwzględnieniu samonagrzewania w elementach półprzewodnikowych. Proponowana metoda bazuje na koncepcji modeli uśrednionych i pozwala na wyznaczenie wartości napięcia wyjściowego i sprawności, a także istotnych z punktu widzenia niezawodności przetwornicy, temperatur wnętrza zawartych w niej tranzystorów i diod. W opracowanej metodzie, realizowanej przy wykorzystaniu programu SPICE, formułuje się cztery obwody. Pierwszy z nich stanowi sieć złożoną ze sterowanych źródeł napięciowych oraz rezystorów, której struktura wynika z opisanej w literaturze zasady formułowania uśrednionych modeli przetwornic. Drugi obwód zawiera szeregowo połączone tranzystor i diodę, opisane za pomocą modeli wbudowanych w programie SPICE oraz sterowane źródła napięciowe, modelujące wpływ temperatury na napięcie między zaciskami wyjściowymi włączonego tranzystora oraz spadek napięcia na diodzie spolaryzowanej w kierunku przewodzenia. Trzeci i czwarty obwód stanowią analogi elektryczne modeli termicznych tranzystora i diody. Przedstawiono sposób formułowania wymienionych obwodów na przykładzie dławikowych przetwornic buck oraz boost. Poprawność opracowanej metody zweryfikowano za pomocą klasycznej analizy stanów przejściowych, prowadzonej aż do uzyskania stanu ustalonego.
EN
The dc-dc choppers are the base components of switched voltage regulators. For the analysis of such a class of electronic circuits the classical transient analysis or the dc analysis with the use of averaged models of such converters is applied. The average models method makes it possible to obtain the characteristics of the considered converters at steady state in less calculation time than in the transient analysis method. The literature averaged models of dc-dc converters were elaborated by neglecting the selfheating phenomenon and nonlinear characteristics of semiconductor devices. In this paper a new method of calculating the dc-dc converters characteristics with PWM control in steady state with selfheating in semiconductor devices taken into account, is proposed. This method is based on the conception of the averaged models method and it enables the calculations of the values of such dc-dc converters parameters as the output voltage and the efficiency of the converter, as well as the inner temperatures of the diode and the transistor, which are important from the point of view of the reliability of the converters. In the elaborated method, realized with the use of SPICE, the averaged electrothermal model of dc-dc converter is formulated. This model consist of three kinds of circuits. The first one constitutes the electrical network composed of the controlled voltage sources and resistors. The structure of this circuit results from the principles of formulating the averaged models of dc-dc converters. The second kind of circuits includes the series connection of the transistor and the diode described with the use of built-in SPICE models of the considered devices and the contolled voltage sources, which model the temperature influence on the voltage across the switched-on semiconductor devices. The last circuits are the electrical analogues of the thermal models of the transistor and the diode. The method formulating the considered circuits on the example of buck and boost converters is presented. The correctness of the elaborated method was verified by comparing the calculation results considered methods is obtained, which proves the correctness of the proposed method.
9
PL
W artykule przedstawiono propozycję konstrukcji przetwornicy DC/DC, w której zamiast typowego, analogowego układu sterującego, zastosowano mikrokontroler, realizujący programowo algorytm regulacji napięcia wyjściowego. Opisano problemy konstrukcyjne, źródła błędów oraz najważniejsze właściwości nowej konstrukcji. Przedstawiono niektóre wyniki badań modelu fizycznego.
EN
The paper presents an example of construction of a DC/DC voltage converter which uses a microcontroller with software realization of the output voltage regulation, instead of a traditional, analog control unit. Construction problems, error sources and the most important features of the new DC/DC converter as well as some research results of its physical model are given.
PL
W pracy zbadano wpływ samonagrzewania w elementach półprzewodnikowych na własności wybranych typów przetwornic dławikowych. Niezbędne obliczenia wykonano za pomocą programu SPICE. Zaproponowano zarówno algorytm wyznaczania mocy czynnej wydzielanej w elementach półprzewodnikowych, wchodzących w skład przetwornicy, jak i algorytm naprzemiennego wyznaczania odpowiednich prądów i napięć w układzie oraz temperatur wnętrza w tych elementach. Rozważania teoretyczne zilustrowano wynikami obliczeń.
EN
In the paper the influence of the selfheating existing in semiconductor devices on the efficiency and the characteristics of the BUCK and BOOST converters is investigated. The isothermal and electrothermal calculations have been performed using SPICE software. A new calculation algorithm of the real power dissipated in the semiconductor devices, which operate in the considered converters, as well as the algorithm of the alternated calculations of the circuit currents and voltages and the junction temperatures in the semiconductor devices, are proposed. The theoretical considerations arę illustrated by the calculation results.
PL
W artykule przedstawiono znane rozwiązania prostowników synchronicznych w przetwornicach impulsowych prądu stałego. Przeprowadzono analizę strat mocy w prostowniku oraz omówiono problemy związane z zastosowaniem prostownika synchronicznego w układach z galwaniczną izolacją wyjścia. Zaproponowano ponadto układ sterownika tranzystora MOSFET mocy, zapewniającego izolację galwaniczną przy niskich stratach mocy i dużej szybkości przełączania, pozbawionego wielu wad znanych rozwiązań.
EN
This paper describes known implementations of a synchronous rectifier in dc-to-dc converters, rectifier power loss analysis and problems connected with synchronous rectifier implementation in dc isolated converters. A new concept of MOSFET driver providing dc isolation, low power losses and fast switching times is presented. Most disadvantages of existing solutions are absent in mentioned circuit.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.