Повышение эффективности устройств формирования служебного напряжения в импульсных преобразователях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.12, кандидат технических наук Середжинов, Ренат Тагирович

• Середжинов, Ренат Тагирович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Середжинов, Ренат Тагирович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. УСТРОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

1.1 Классификация устройств формирования служебного напряжения.

1.2 Выбор критериев оценки эффективности устройств формирования служебного напряжения.

1.3 Выводы по главе.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В УСТРОЙСТВАХ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕРДЕЧНИКА ВЫХОДНОГО ТРАНСФОРМАТОРА DC/DC ШИМ-ПРЕОБР АЗОВ ATE ЛЕЙ.

2.1 Анализ процессов УФСН с использования выходного трансформатора двухтактных импульсных ШИМ-преобразователей.

2.1.1 Анализ процессов в УФСН при номинальной внешней нагрузке.

2.1.2 Анализ процессов в УФСН в режиме холостого хода.

2.1.3 Анализ процессов в УФСН в режиме короткого замыкания.

2.1.4 Анализ процессов в УФСН при управлении ИПН по напряжению и току.

2.1.5 Установка конечной длительности рабочего цикла в режимах XX и КЗ.

2.1.6 Выбор ограничительного сопротивления.

2.1.7 Использование УФСН с двухтактным выпрямлением.

2.1.8 Улучшение показателя О путём увеличения числа витков служебной обмотки.

2.2 Оценка параметров УФСН с использованием сердечника выходного трансформатора однотактных прямоходовых преобразователей.

2.3 Анализ процессов в УФСН с использованием сердечника выходного трансформатора обратноходовых преобразователей.

2.3.1 Анализ процессов в УФСН однотактного обратноходового преобразователя в режиме XX.

2.3.2 Анализ процессов в УФСН однотактного обратноходового преобразователя в режиме КЗ.

2.3.3 Анализ процессов в УФСН при управлении обратноходовым преобразователем по напряжению и току.

2.3.4 Однотактный преобразователь flyback- forward.

2.4 Алгоритм расчёта УФСН с использованием сердечника выходного трансформатора.

2.5 Выводы по главе.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК УСТРОЙСТВ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕРДЕЧНИКА

ВЫХОДНОГО ТРАНСФОРМАТОРА РЕЗОНАНСНЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

3.1 Процессы в УФСН с использованием сердечника выходного трансформатора резонансных преобразователей.

3.1.1 Анализ процессов в УФСН в режиме с номинальной нагрузкой.

3.1.2 Анализ процессов в УФСН в режиме холостого хода и короткого замыкания.

3.2 Оценка характеристик УФСН с использованием сердечника выходного трансформатора однотактных квазирезонансных импульсных ШИМ-преобразователей.

3.2.1 Анализ процессов в УФСН в режиме холостого хода.

3.2.2 Анализ процессов в УФСН при управлении обратноходовым преобразователем по току.

3.3 Исследование процессов в УФСН с использованием сердечника выходного трансформатора двухтактных квазирезонансных преобразователей с фазовым сдвигом.

3.4 Алгоритм расчёта УФСН с использованием сердечника выходного трансформатора в резонансных ИПН.

3.5 Выводы по главе.

4. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ В УСТРОЙСТВАХ ФОРМИРОВАНИЯ СЛУЖЕБНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕРДЕЧНИКОВ СИЛОВЫХ ДРОССЕЛЕЙ ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ.

4.1 Оценка характеристик УФСН с использованием сердечника выходного дросселя прямоходового преобразователя.

4.1.1 Анализ процессов в УФСН в режиме холостого хода.

4.1.2 Анализ процессов в УФСН в режиме короткого замыкания.

4.2 Исследование параметров УФСН с использованием сердечника повышающего индуктора корректора коэффициента мощности.

4.2.1 Анализ процессов в УФСН с использованием сердечника повышающего индуктора ККМ с методом граничного управления.

4.2.2 Анализ процессов в УФСН с использованием сердечника повышающего индуктора ККМ с методом управления по пиковому значению тока.

4.2.3 Анализ процессов в УФСН с использованием сердечника повышающего индуктора ККМ с методом разрывных токов.

4.3 Алгоритм расчёта УФСН с использованием сердечников силовых дросселей ИПН.

4.4 Выводы по главе.

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В ПУСКОВЫХ СХЕМАХ ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ.

5.1 Пусковая схема с уменьшенным значением тепловых потерь.

5.2 Исследование пуска импульсного преобразователя напряжения с УФСН, использующее сердечник выходного трансформатора, с гальваническим

разделением цепи обратной связи.

5.3 Оценка процессов пуска ИПН с УФСН, использующее сердечник выходного трансформатора, с гальваническим разделением питания.

5.3.1 Влияние параметров конденсаторов на процесс пуска ИПН.

5.4 Анализ процессов пуска ИПН с УФСН, использующее сердечник повышающего индуктора ККМ.

5.5 Алгоритм расчёта элементов схем пуска.

5.6 Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности устройств формирования служебного напряжения в импульсных преобразователях»

Надежное и экономичное вторичное напряжение питания является одной из основных задач проектирования электронных устройств. Как правило, постоянное вторичное напряжение получают от сети переменного напряжения путем его понижения с последующим выпрямлением. Устройства, выполняющие данную функцию, называются источниками питания, которые подразделяются на источники импульсного и непрерывного действия. Источники вторичного напряжения непрерывного действия обладают отличными характеристиками по стабильности напряжения, уровню пульсаций выпрямленного напряжения и генерируемых помех. Но в тоже время они характеризуются большими потерями и большими габаритами. Развитие технологий изготовления полупроводниковых приборов позволило выйти элементам силовой электроники на качественно новый уровень, что дало толчок применению в конструкциях электронных устройств источников питания импульсного действия. Такой переход позволил резко сократить массогабаритные показатели источника, увеличить его КПД и коэффициент мощности. Собственно история импульсного преобразователя напряжения (ИПН) насчитывает более 40 лет. За это время его конструкция дополнилась различными устройствами, выполняющие сервисные функции. Но, несмотря на это, неизменными остались основные топологии, на основе которых реализуется ИПН. Учитывая обязательное наличие гальванического разделения входа и выхода, распространение получили следующие понижающие топологии с применением высокочастотного трансформатора:

• двухтактная мостовая;

• двухтактная полумостовая;

• двухтактная пуш-пульная;

• однотактная прямоходовая;

• однотактная обратноходовая.

Использование активного корректора коэффициента мощности (ККМ) для источников, чья мощность превышает 50 Вт, добавляет в конструкцию ИПН повышающую топологию.

Указанные топологии преобразователей относятся к топологиям с «жёстким» переключением силовых ключей, которым свойственны большие тепловые потери. Стремление уменьшить потери на переключении привело к появлению разновидностей указанных топологий с «мягким» переключением ключей:

• резонансная с переключением при нуле тока (ПНТ) и при нуле напряжения (ПНН);

• квазирезонансная с ПНТ и ПНН;

• квазирезонансная с фазовым сдвигом с ПНН.

Современный импульсный источник питания представляет собой достаточно сложное устройство, выполняющее целый ряд функций для надежной и экономичной работы.

К числу устройств ИПН, выполняющих сервисные функции, можно отнести следующие:

• устройство защиты от пониженного и повышенного входного напряжения;

• устройство дистанционного пуска;

• устройство плавного пуска DC/DC;

• устройство защиты от перегрузок по току;

• устройство защиты от КЗ;

• устройство защиты от перенапряжений по выходу;

• устройство защиты от перегрева.

Большинство из перечисленных устройств, в настоящее время реализуются в виде специализированного контроллера, в задачу которого так же входит управление силовыми ключами и стабилизация напряжения главного выхода.

Применяемые в конструкции преобразователя контроллеры и отдельные сервисные устройства требуют для своей работы низковольтного напряжения питания. Решение этой проблемы привело к необходимости внедрения в конструкцию ИПН специальных устройств формирования служебного напряжения (УФСН), которые часто обладают противоречивыми параметрами:

1. они должны включаться раньше основного источника;

2. обеспечивать логику включения отдельных частей источника;

3. иметь, как правило, изолированный выход;

4. обеспечивать сравнительно стабильное напряжение при всех вариантах режима работы источника;

5. иметь высокое значение КПД и не влиять на величину коэффициента мощности; 1. Актуальность работы. Стремление уменьшить число используемых компонентов, увеличить КПД, повысить степень интеграции УФСН в схему источника, привело к распространению устройств формирования служебного напряжения за счёт имеющихся элементов источника с использованием устройств пуска. При такой интеграции очень часто УФСН определяет структуру ИПН или структура источника заставляет выбирать вариант реализации УФСН в зависимости от крайних режимов работы ИПН, что требует совместного анализа процессов ИПН и УФСН. В некоторых случаях режим функционирования УФСН заставляет применять в источнике не всегда желательные режимы работы, (например Hiccup — когда при холостом ходе или коротком замыкании нагрузки на главном выходе наблюдается периодическое выключение и т.п.). Служебное напряжение, получаемое от таких интегрированных устройств, является вторичным, что заставляет применять специальные устройства пуска, изучение режима работы которых является неотъемлемой частью общего вопроса изучения процессов устройств формирования служебного напряжения.

Анализ литературных источников [1-9] показал, что в описываемых схемах источников используют до 10-ти различных типов УФСН. Все это говорит о важности внимательного исследования режимов работы возможных типов УФСН, оценки их эффективности работы и предложения алгоритмов их расчёта для повышения этой эффективности.

2. Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка алгоритмов расчёта УФСН с различными вариантами интеграции в силовую часть ИПН, что позволяет повысить эффективность их использования в структуре источника питания. Поставленная цель потребовала решения следующих задач:

1. проведения классификации существующих схемных решений УФСН;

2. разработки PSpice моделей основных топологий ИПН со схемами УФСН;

3. разработки PSpice моделей устройств пуска ИПН;

4. математического моделирования, с целью временного, частотного анализа и анализа по постоянному току основных топологий ИПН и устройств пуска;

5. проведения макетных испытаний: однотактного обратноходового преобразователя с УФСН на сердечнике выходного трансформатора; устройства управляемого активного пуска с уменьшенным значением активных потерь в составе ИПН в диапазоне температур от -40 °С до +85 °С.

3. Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались: современные методы анализа электрических цепей с помощью PSpice совместимой программы Micro-Cap, пакет прикладных математических программ Mathcad, основные законы электротехники, макетные испытания.

4. Основные положения и результаты работы, выносимые на защиту:

1. Оценка эксплуатационных характеристик УФСН в структуре ИПН возможна при использовании частных показателей эффективности 0Нр, кз> ©хх? ©и, Эь введенного коэффициента допустимого изменения напряжения вдош введенного критерия комплексной оценки эффективности 0, применение которых позволяет с единых позиций проводить анализ широкого класса схем ИПН с УФСН.

2. Повышение эксплуатационных характеристик УФСН в режиме короткого замыкания (КЗ) в схемах обратноходовых преобразователей с жёстким переключением силовых ключей, а также в преобразователях использующих квазирезонансный метод управления, достигается за счёт формирования служебного напряжения в период прямого такта работы ИПН. Причём для квазирезонансного метода управления обратноходового преобразователя необходимо вводить отдельную обмотку УФСН не связанную с обмоткой датчика нулевого тока выходного трансформатора.

3. Организация надёжного пуска AC/DC преобразователей в широком температурном диапазоне, реализованных с разделением цепи питания контроллера DC/DC преобразователя, возможна с введённой принудительной задержкой начала заряда конденсатора С2 в цепи питания контроллера DC/DC и использованием устройства управляемого активного пуска для минимизации времени включения ИПН, и уменьшения активных потерь в режиме Hiccup («икания»).

5. Практическая значимость и реализация результатов. Результаты проведенных исследований нашли своё отражение в разработке импульсных преобразователей напряжения по г/б работам № 13050/1, №13058/1 на кафедре Автоматизированных систем научных исследований и экспериментов Таганрогского Технологического Института Южного Федерального Университета.

6. Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на всероссийских и международных конференциях. Основные результаты автора отражены в следующих опубликованных работах:

Публикации в центральных изданиях, включенных в перечень периодических изданий ВАК РФ

1. Середжинов Р.Т. Анализ процессов в источниках служебного питания за счёт выходных каскадов однотактных импульсных преобразователей/ Середжинов Р.Т.// Известия высших учебных заведений. Электромеханика, Новочеркасск, № 5, 2008, с. 37-42.

2. Середжинов Р.Т. Анализ процессов пуска AC/DC преобразователей / Самойлов JI.K., Середжинов Р.Т.// Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки, Новочеркасск, № 4, 2008, с. 40-45.

3. Середжинов Р.Т. Анализ процессов источников служебного питания за счет повышающего индуктора корректора коэффициента мощности / Середжинов Р.Т.// Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета, № 4, Рязань, 2008, с. 94-97.

Патент

4. Середжинов Р.Т. Устройство управляемого активного пуска импульсного преобразователя напряжения: Патент на изобретение № 2324282. МПК7 Н02М 7/5375 / Самойлов Л.К., Середжинов Р.Т.

Публикации в других изданиях

5. Середжинов Р.Т. Анализ процессов в источниках служебного питания за счет выходных каскадов двухтактных прямоходовых импульсных преобразователей / Самойлов Л.К., Середжинов Р.Т. // Компоненты и технологии: Силовая электроника. - 2008. —№2, с. 80-84.

6. Середжинов Р.Т. Основные факторы, определяющие эффективность служебного питания с использованием выходного напряжения в импульсных преобразователях напряжения / Самойлов Л.К., Середжинов Р.Т. // Материалы международной научной конференции Информационные технологии в современном мире». Ч.З. Таганрог: ТРТУ, 2006, с. 71-75.

7. Середжинов Р.Т. Целевые функции, определяющие эффективность служебного питания / Середжинов Р.Т. // Известия ТРТУ. Конференция ППС. Таганрог: ТРТУ, 2007, с. 83.

8. Середжинов Р.Т. Количественная оценка факторов эффективности служебного питания в импульсных преобразователях напряжения / Середжинов Р.Т. // Материалы международной научной конференции «Проблемы развития естественных, технических и социальных систем» -4.5 - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2007, с. 59-61.

9. Середжинов Р.Т. Анализ процессов однотактной схемы служебного питания двухтактных импульсных преобразователей / Середжинов Р.Т. // Материалы конференции «Молодежь и современные информационные технологии». Томск, 2008, с. 209-211.

10.Середжинов Р.Т. Использование гасящего конденсатора в устройствах служебного питания импульсных преобразователей напряжения / Середжинов Р.Т. // Материалы четвертой всероссийской научной конференции молодых ученых и аспирантов «Информационные технологии системный анализ и управление». Таганрог: ТРТУ, 2006, с. 54-57.

11.Середжинов Р.Т. Однотактные импульсные преобразователи с источниками служебного питания за счёт выходных каскадов / Середжинов Р.Т. // Известия ТТИ ЮФУ. Конференция ППС, Таганрог, 2008, с. 94.

12.Середжинов Р.Т. Оценка влияния величины сопротивления холостого хода на качество процессов перерегулирования и значение служебного напряжения при холостом ходе импульсного преобразователя / Середжинов Р.Т. // IV Международная конференция «Стратегия качества в промышленности и образовании», Болгария, Варна, 2008. Специальный выпуск Международного научного журнала Acta Universitatis Pontica Euxinus, с. 310-313.

13.Середжинов Р.Т. Источники служебного питания за счет повышающего индуктора корректора коэффициента мощности / Середжинов Р.Т. // Международная научная конференция «Информация, сигналы, системы: вопросы методологии, анализа и синтеза» (ИСС-2008). -4.5, Таганрог, 2008, с. 67-69.

14. Середжинов Р.Т. Сравнительный анализ процессов пуска AC/DC преобразователя с использованием терморезистора и устройства уменьшения пускового тока / Середжинов Р.Т. // 6-я Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «МОЛОДЕЖЬ XXI ВЕКА - БУДУЩЕЕ РОССИЙСКОЙ НАУКИ», Ростов-на-Дону, ЮФУ, 2008, с. 120-121.

7. Структура диссертации. Диссертация состоит из списка сокращений, введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений.

В первой главе приводится анализ схемных решений ИПН и вариантов реализации УФСН. Производится классификация вариантов по определённому признаку. Анализ возможных режимов работы ИПН позволил выбрать критерии для оценки эффективности устройств формирования служебного напряжения. Вводится понятие коэффициента допустимого изменения служебного напряжения.

Вторая глава посвящена исследованию процессов в УФСН с использованием сердечника выходного трансформатора DC/DC ШИМ-преобразователей. В главе рассматриваются варианты УФСН, реализованные на выходном трансформаторе прямоходовых и обратноходовых преобразователей. Исследуются процессы в УФСН в режимах КЗ и XX основного выхода, производится оценка работы УФСН с переменной нагрузкой основного выхода с разными способами управления преобразователем. По результатам исследования предлагается алгоритм расчёта УФСН.

Третья глава содержит исследование характеристик УФСН с использованием сердечника выходного трансформатора резонансных преобразователей. Исследуются процессы УФСН за счёт использования выходного трансформатора одно- и двухтактных резонансных и квазирезонансных преобразователей в крайних режимах работы ИПН и с различными способами управления. По результатам исследования предлагается алгоритм расчёта УФСН.

В четвёртой главе анализируются процессы в УФСН, использующие сердечники силовых дросселей ИПН. Оцениваются характеристики УФСН за счёт использования силового дросселя прямоходовых топологий и за счёт использования повышающего индуктора корректора коэффициента мощности. По результатам исследования предлагается алгоритм расчёта УФСН.

Пятая глава диссертации содержит исследование процессов в пусковых схемах AC/DC преобразователей. В главе приводится анализ процессов в разработанной пусковой схеме с уменьшенным значением тепловых потерь. Исследуются процессы пуска ИПН с УФСН за счёт использования выходного трансформатора с разным способом организации питания контроллеров. Анализируются процессы пуска с УФСН за счёт использования повышающего индуктора корректора мощности. По результатам исследования предлагается алгоритм расчёта параметров элементов ответственных за надежный пуск ИПН. По результатам каждой главы делаются выводы, которые резюмируются в заключении.

Заключение диссертации по теме «Силовая электроника», Середжинов, Ренат Тагирович

5.6 Выводы по главе.

Исследование процессов в пусковых схемах ИПН позволило произвести дополнительную классификацию устройств пуска. Приведенный анализ представителя каждого класса позволил сделать вывод о том, что наиболее оптимальными являются устройства управляемого активного пуска. При этом также было рассмотрено запатентованное УП с уменьшенным значением активных потерь, которое позволяет уменьшить общие потери на элементах в три и более раза.

Применение мощного УП с уменьшенным значением активных потерь позволило рассмотреть два наиболее часто используемых варианта организации пуска с УФСН за счёт использования выходного трансформатора и УФСН за счёт использования выходного дросселя: с гальваническим разделением цепи ОС DC/DC и с гальваническим разделением питания контроллеров обоих ступеней ИПН. Анализ процессов показал, что существенное влияние на надежный пуск оказывает изменение емкости конденсаторов от температуры окружающей среды. Для учета влияния этого изменения были введены два условия (5.1) и (5.3), выполнение которых гарантирует надежный пуск ИПН в широком температурном диапазоне. При этом структура ИПН, в которой использовано гальваническое разделение питания контроллеров более чувствительно к изменению параметров элементов.

Исследование процессов пуска с УФСН за счёт использования повышающего индуктора показало, что существенное влияние на процесс пуска оказывает применяемый метод управления ККМ. Моделирование в Micro-Cap трёх методов показало, что наиболее оптимальным методом управления с точки зрения времени готовности ИПН является метод граничного управления. Использование двух остальных методов требует использования конденсаторов большей емкости для выполнения условия (5.4).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Многообразие подходов к организации УФСН импульсных преобразователей напряжения не позволяет однозначно сказать, какой подход является наиболее оптимальным. Проведенная в настоящей работе классификация существующих решений схем УФСН позволила выделить три отдельных класса устройств. Обзор литературы и схемных решений ИПН показал, что в настоящее время в целях сокращения числа используемых компонентов, повышения степени интеграции УФСН в конструкции ИПН используются устройства с использованием специальных отдельных устройств пуска. Для определения эффективности всех типов УФСН данного класса было предложено пять независимых частных критериев оценки 0ЯЯ, 07, 0^, 0 , 0Ю, которые позволяют оценить влияние режимов работы и способов управления на работу УФСН.

Исследование показало, что в большинстве случаев возникновение нештатных ситуаций, отрицательно влияют на общую эффективность УФСН, что заставляет прибегать к дополнительным мерам, направленным на их оптимизацию. В общем случае для ИПН, использующих ШИМ управление, оптимизация работы УФСН в нештатных режимах работы достигается с применением следующих способов:

1. уход от теоретически возможной минимальной длительности импульсов в большую сторону;

2. установка ограничительного сопротивления;

3. реализация двухтактного выпрямления;

4. постановка двух параллельно включенных диодов в составе диодной сборки;

5. увеличение числа витков служебной обмотки и постановка стабилизатора напряжения.

Анализ работы УФСН за счёт использования выходного трансформатора резонансных преобразователей показал определенные отличия в работе, которые заключаются в следующем:

1. основное влияние на работу УФСН оказывает работа специализированного контроллера ИПН;

2. способы защиты силовых цепей в резонансной и квазирезонансной топологии с фазовым сдвигом отличаются от способов применяемых в ИПН с ШИМ управлением, использующих «жёсткое» переключение ключей;

3. величина ударного тока Ifsm, в резонансной топологии в 1,5 раза больше, чем в топологии в ШИМ управлением;

4. выходные каскады прямоходового резонансного ИПН обладают свойством к перекрестной стабилизации выходного напряжения при опросе одного выхода [9];

5. отсутствие необходимости введения дополнительного резистора холостого хода, участвующего в программировании минимальной длительности рабочего цикла и обеспечению нормального режима работы фильтрующего конденсатора главного выхода.

Приведенные отличия дают сделать вывод, что на эффективную работу УФСН оказывает влияние выбранный контроллер. По этой причине разработчику не предоставляется широких возможностей оптимизации работы УФСН, что в некоторых случаях указывает на необходимость применения других решений по организации служебного питания.

В работе было показано, что при организации источника СН за счёт использования повышающего индуктора ККМ сильное влияние на эффективную его работу оказывает применяемым метод управления корректором мощности. Как показал анализ трёх наиболее популярных методов управления, наилучшие результаты имеет метод граничного управления.

Важным компонентом, определяющим надежную работу ИПН в различных нештатных ситуациях, является устройство пуска. В рамках работы над диссертацией было уделено особое внимание организации процесса пуска преобразователя. В связи с чем, было разработано и запатентовано устройство управляемого активного пуска с уменьшенными тепловыми потерями, которое позволяет уменьшить время готовности к работе импульсного источника питания после подачи сетевого напряжения, обеспечить низкие потери в режиме Hiccup и обеспечить надежный пуск ИПН. В диссертации также было уделено внимание исследованию порядка включения устройств ответственных за надежный пуск. Результатом этого исследования стали системы неравенств, выполнение которых гарантирует надежный пуск ИПН в широком температурном диапазоне.

По результатам исследования каждой главы были разработаны алгоритмы расчета УФСН в Micro-Cap и соответствующие PSpice-модели. Использование данных алгоритмов расчёта позволяет сделать предпроектную оценку всех частных показателей эффективности, по результатам расчёта принять решение о необходимости дополнительного ограничения импульсного тока, выбрать оптимальную схему стабилизации служебного напряжения. Также был разработан алгоритм расчёта элементов схем пуска. Использование данного алгоритма расчёта позволяет выбрать оптимальную величину емкости конденсатора, учитывая диапазон рабочих температур, диапазон изменения емкости конденсатора, ток утечки конденсатора, ток заряда, что приводит к минимизации времени готовности ИПН. В целом в результате комплексного расчёта по разработанным алгоритмам удаётся близко подойти к оптимальной области реализации УФСН для выбранной топологии ИПН.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Середжинов, Ренат Тагирович, 2009 год

1. Эраносян С.А., Сетевые блоки питания с высокочастотными преобразователями. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991. - 176 е.: ил.

2. А.В. Кобзев, Ю.М. Лебедев. Стабилизаторы переменного напряжения с высокочастотным ШИМ регулированием.

3. Березин O.K., Костиков В.Г., Шахнов В.А. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. — М.: «Три Л»,2000. -400с.

4. Микросхемы для импульсных источников питания и их применение. Издание 2-е.-М.: ДОДЭКА, 2000.- 608с

5. Бирюков С. Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором. -Радио. 1997, №5, с. 48-50.

6. Ховайко О. Источники питания с конденсаторными делителями напряжения. -Радио, 1997, № 11,с.56,57.7. .И.М.Готтлиб. Источники питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы. Москва: Постмаркет,2002.-544 с.

7. Арбузов А. Маломощные встраиваемые источники питания AC/DC для электронной аппаратуры на микросхемах от Power Integrations. // Компоненты и технологии: Силовая электроника. 2005. -№4, с. 38-40.

8. Браун М., Источники питания. Расчёт и конструирование.

9. Гуткин Л.С. Проектирование радиосистем и радиоустройств: Учеб. пособие для вузов. — М.: Радио и связь, 1986. 288 е.: ил.

10. Н.Гудкова Н.В. Методичское руководство к лабораторным работам по курсам «Теория автоматического управления» и «Основы теории управления» Таганрог. Изд-во ТРТУ, 2002. 30с.

11. Поликарпов А.Г., Сергиенко Е.Ф. Однотакные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА. — М.: Радио и связь, 1989. — 160 е.: ил.

12. Евстифеев А. Построение высокоэффективных квазирезонансных источников питания с синхронным выпрямлением на основе контроллеров

13. Renesas НА 16163// Компоненты и технологии: Силовая электроника. 2007. -№2.

14. Roman Stuler, Implementing a Medium Power AC—DC Converter with the NCP1395. ON Semiconductor, 2006.

15. Christophe Basso A Simple DC SPICE Model for the LLC Converter. ON Semiconductor, 2006.

16. Christophe Basso, Joel Turchi A Quasi-Resonant SPICE Model Eases Feedback Loop Designs, ON Semiconductor, 2003.

17. Christophe Basso Determining the Free-Running Frequency for QR Systems, ON Semiconductor, 2002.

18. Christophe Basso Understanding the LLC Structure in Resonant Applications, ON Semiconductor, 2008.

19. Basso, C., Switch-Mode Power Supply SPICE Cookbook, McGraw-Hill, 2001.

20. NCP 1395 Datasheet, ON Semiconductor, March 2006 Rev.l

21. А. Васильев, В. Худяков, В. Хабузов Анализ современных методов и технических средств коррекции коэффициента мощности у импульсных устройств // Компоненты и технологии: Силовая электроника. 2004. - № 2.

22. Семёнов Б. Ю. Силовая электроника: от простого к сложному. — М.: COJIOH-Пресс, 2005. 416 е.: ил. (Серия «Библиотека инженера»).23 .Frank Cathell, Using Critical Conduction Mode for High Power Factor Correction, ON Semiconductor, 2004.

23. NCP 1653, Datasheet, ON Semiconductor, March 2007 Rev.6.

24. NCP 1654, Datasheet, ON Semiconductor, February 2008 Rev.l.

25. Справочник по электрическим конденсаторам / M.H. Дьяконов, В.И. Карабанов, В.И. Присняков и др.; Под общ. ред. И.И. Четверкова и В.Ф. Смирнова. — М.; Радио и связь, 1983. 576 е.; ил

26. Малогабаритные трансформаторы и дроссели: Справочник/ И.Н. Сидоров, В.В. Мукосеев, А.А. Христинин. М.: Радио и связь, 1985. - 415 е., ил.

27. Шрайбер Г. 300 схем источников питания. Выпрямители. Импульсные источники питания. Линейные стабилизаторы и преобразователи: Пер. с франц. М.: ДМК, 2000. - 224 е.: ил.

28. Разевиг В. Д., Схемотехническое моделирование с помощью MICRO-CAP 7.0. М.: Горячая Линия - Телеком, 2003. — 368с., ил.

29. Амелина М.А., Аменлин С.А. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap 8. М.: Горячая Линия - Телеком, 2007. - 464с., ил.

30. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. «Радиотехника». М.: Высш. шк., 1985. - 496 е., ил.

31. В.Ф. Басовский и др. Устройства электропитания электронной аппаратуры. — К.: Техника, 1980. 239 е., ил.

32. Диоды: Спровочник/О.П. Григорьев, В.Я. Замятин и др. -М.: Радио и связь, 1990.-336 с, ил.

33. Кауфман М., Сидман А.Г. Практическое руководство по расчётам схем в электронике. В 2-х т. Т. 1: Пер. санг./ Под. ред. Ф.Н. Покровского. М.: Энергоатомиздат, 1991. -368 е., ил.

34. Горячева Г.А., Добромыслов Е.Р. Конденсаторы: Справочник. М.: Радио и связь, 1984. - 88 е., ил.

35. Лейтес Л.В. Электромагнитные расчеты трансформаторов и реакторов. — М.: Энергия, 1981.-392 е., ил.

36. Матханов П.Н., Гоголицын Л.З. Расчёт импульсных трансформаторов. Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. - 112 е., ил.

37. Моин B.C. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1986. -376 е., ил.

38. Морозов А.Г. Электротехника, электроника и импульсная техника: Учеб. пособие для инженерно-эконом. спец. вузов. — М.: Высш. шк., 1987. 448 е., ил.

39. Немцов М.В. Справочник по расчёту параметров катушек индуктивности. — 2-е изд., перераб. и . доп. М.: Энергоатомиздат, 1989. — 192 е., ил.

40. Хоровиц П. Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. -Изд. 3-е, стереотип. М.: Мир, 1986. - 590 е., ил.

41. Мэк. Р. Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению/Пер. с. англ. М.: Издательский дом «Додэка - XXI», 2008. - 272., ил.

42. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. — М.: Энергоатомиздат, 1992. -296 с. ил.

43. Русин Ю.С. и др. Электромагнитные элементы радиоэлектронной аппаратуры: Справочник. М.: Радио и связь, 1991. — 224 е., ил.

44. Милешин В.И. Транзисторная преобразовательная техника. — М.: Техносфера, 2005. 632., ил.

45. Титце У. Шенк. К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. М.: Мир, 1982. - 512 е., ил.

46. Чаки Ф. Силовая электроника: Примеры и расчёты. Пер. с англ. — М.: Энергоиздат, 1982. 384 е., ил.

47. Чети П. Проектирование ключевых источников электропитания. Пер. с англ. -М.: Энергоатомиздат, 1990. -240 е.: ил.

48. Power Factor Correction. Handbook. ON Semiconductor, Semp. 2007 Rev.3

49. M. Madigan, M. Dennis 50W Forward Converter With Synchronous Rectification And Secondary Side Control. TI, 2001.

50. L. Rossetto, G. Spiazzi, P. Tenti Control Techniques For Power Factor Correction Converters. Department of Electronics and Informatics, University of Padova, ITALY.

51. Эраносян С. А, Ланцов В. Электронные компоненты для мощных импульсных источников питания. // Компоненты и технологии: Силовая электроника. 2006. -№2, с. 32-38.

52. А. Колпаков, JI. Журавлёв Проблемы электромагнитной совместимости мощных импульсных преобразователей// Компоненты и технологии: Силовая электроника. — 2006. —№2, с. 40-45.

53. Важенина З.П., Импульсные генераторы на полупроводниковых приборах. -М.: Энергия, 1977. 112 е., ил.

54. Самойлов Л.К., Середжинов Р.Т. Анализ процессов в источниках служебного питания за счет выходных каскадов двухтактных прямоходовых импульсных преобразователей.// Компоненты и технологии: Силовая электроника. 2008. -№2, с. 80-84.

55. Самойлов JI.K., Середжинов Р.Т. Анализ процессов пуска AC/DC преобразователей.// Известия высших учебных заведений. Электромеханика, Новочеркасск, № 5, 2008, с. 37-42.

56. Устройство управляемого активного пуска импульсного преобразователя напряжения: Патент на изобретение № 2324282. МПК7 Н02М 7/5375 / Самойлов JI.K., Середжинов Р.Т.

57. Середжинов Р.Т. Анализ процессов в источниках служебного питания за счёт выходных каскадов однотактных импульсных преобразователей.// Известия вузов. Электромеханика, Новочеркасск, № 5, 2008, с. 37-42.

58. Середжинов Р.Т. Целевые функции, определяющие эффективность служебного питания.// Известия ТРТУ. Конференция 1111С. Таганрог: ТРТУ, 2007, с. 83.

59. Середжинов Р.Т. Анализ процессов однотактной схемы служебного питания двухтактных импульсных преобразователей.// Материалы конференции «Молодежь и современные информационные технологии». Томск, 2008, с. 209-211.

60. Середжинов Р.Т. Однотактные импульсные преобразователи с источниками служебного питания за счёт выходных каскадов. Известия ТТИ ЮФУ. Конференция ППС, 2008, с. 94.

61. Середжинов Р.Т. Анализ процессов источников служебного питания за счет повышающего индуктора корректора коэффициента мощности.// Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета, № 4, Рязань, 2008, с. 94-97.