Параллельное и последовательное соединение вентилей. Коммутационные процессы

1.3. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ВЕНТИЛЕЙ

Параллельное соединение. В тех случаях, когда один вентиль не может обеспечить по условиям нагрева требующийся в цепи ток, необходимо параллельное соеди

иение двух или более вентилей. Параллельное соединение может также использоваться для повышения надежности преобразователей, в которых выход из строя одного вентиля не должен вызывать нарушения работы всей установки. Вольт-амперные характеристики вентилей, включаемых параллельно, как правило, не совпадают, что приводит к неравномерному распределению токов между зтнмн вентилями.

На рис. 1.7, а, б показаны параллельное включение Диодов Д1, Д2, используемых в качестве вентилей, н их вольт-амперные характеристики. Падение напряжения между точками а и b будет равнои одинаково для обоих диодов Прн этом значении  ккак видно ив рис. 1.7,6, ток протекающий через диод Д.1, будет больше, чем токпротекающий через диод Д2. Чем сильнее различаются вольт-амперные характеристики па-раллельно включенных диодов, тем больше будет разни-ца в токах. При этом диод с меньшим падением

Коммутационные процессы

Индуктивность обычно имеет небольшое значение (как правило, не более нескольких процентов от L ), однако, как мы увидим далее, она оказывает большое влияние на процессы в схеме и ее характеристики. Индуктивность L, необходимая для сглаживания выходного напряжения, намного больше, и для упрощения анализа можно положить. В этом случае ток является постоянным и не имеет пульсаций.

Рассмотренный процесс носит название коммутационного (происходит коммутация диодов), а длительность его - коммутационным интервалом (КИ). Этот интервал значительно меньше полупериода л, что дает основание упростить анализ, сохранив при этом точность получаемого результата.

Чем выше частота источника со, чем больше индуктивность рассеяния, тем более крутым является наклон выходной характеристики и тем сильнее она отличается от характеристики идеального выпрямителя. В реальных схемах сопротивление возрастает из-за сопротивлений диодов и сопротивления меди обмоток трансформатора.

DC-DC преобразователи

Преобразователи, рассматриваемые в общих чертах в данном параграфе, широко применяются в источниках питания электронных устройств и систем, используются для управления двигателями, работают от аккумуляторных батарей и других источников постоянного тока. Достаточно назвать преобразователи, встраиваемые в компьютеры, телевизоры, видеомагнитофоны, а также в электронные системы самого различного назначения, как стационарные, так и бортовые: космические, самолетные, морские или наземные.

Потребитель может требовать различное количество напряжений (каналов), которые могут быть объединены одним общим проводом или гальванически развязаны между собой. Выходные напряжения, в зависимости от технических требований, могут быть связаны гальванически с входным источником или разделены от него. Остановимся на двух важных особенностях работы DC-DC преобразователей. Первая касается потребления тока от источника U.

Если выходное сопротивление входного источника ненулевое (что всегда имеет место на практике), на его зажимах появляются пульсации напряжения - помехи, влияющие на работу других устройств, подключенных к этому источнику. На этом рисунке - ЭДС входного источника; его выходное сопротивление.

Для снижения уровня помех на клеммах входного источника используется входной фильтр преобразователя, позволяющий привести уровень пульсаций до требуемого значения. Входной фильтр выполняется таким образом, чтобы большая часть импульсного тока на входе преобразователя замыкалась бы через емкость, а последовательно с источником должен быть включен дроссель фильтра, сопротивление которого возрастает при увеличении номера гармоники тока.

При сглаженном характере тока, отбираемого от источника преобразователем, другие устройства, подключенные к источнику, будут подвержены меньшему уровню помех. Входной фильтр может содержать одно или несколько звеньев. В указаны постоянные значения токов и напряжений.

Баланс возможен, если в элементах преобразователя отсутствуют потери, а пульсации напряжения на выходе пренебрежимо малы. Из следует, что при постоянной мощности в нагрузке возрастание U приводит к снижению потребляемого тока, и наоборот. Следовательно, входное статическое сопротивление преобразователя, так же как и дифференциальное, оказывается отрицательными.

В схеме используются два одинаковых источника, каждый из которых обеспечивает постоянное входное напряжение. Пусть ключи К, и Kj, образующие половину моста - полумост, за период Г работают синхронно и противофазно. Покажем один из примеров построения DC-DC преобразователя при обеспечении гальванической развязки между входом и выходом.

Используем для этого полу мостовую схему с двумя источниками