Analiza și modelarea convertoarelor C.C. - C.C

Convertoarele c. c. c. c. sunt larg utilizate in sursele de alimentare de curent continuu stabilizate cu comutatie si in aplicatiile cu comanda motoarelor de curent continuu.

Dupa cum se arata in figura 1, adesea intrarea acestor convertoare este o tensiune continua nestabilizata, care se obtine prin redresarea tensiunii alternative si de aceea va fluctua datorita schimbarilor de amplitudine ale liniei de tensiune.

Privind aplicatiile acestor convertoare, acestea sunt foarte adesea folosite cu un transformator electric izolat in sursele de alimentare in comutatie si aproape intotdeauna fara un transformator de izolatie in cazul comenzii unui motor de curent continuu.

Convertor cuk Convertor full bridge (punte completa) Din aceste cinci convertoare, numai primele doua sunt topologii de baza, convertoarle 3 si 4 sunt combinatii ale primelor doua topologii, iar convertorul 5 este derivat din convertorul 1. Figura 1. Sistem convertor c. c. c. c. Convertoarele sunt utilizate in regim stationar. Elementul de comutare contactorul static C. S. este un intrerupator electronic comandat, realizat cu elemente de comutatie statica (tranzistoare, tiristoare, etc. ) care permit inchiderea, respectiv deschiderea circuitului cu frecventa ridicata. Presupunem ca C. S. are calitatile unui intrerupator ideal, respectiv: cadere de tensiune nula cand este deschis, curent prin el nul cand este blocat, iar timpii de comutare dintr-o stare in alta infinit mici. Pierderile in elementele inductive si capacitive sunt neglijate.

Tensiunea continua de intrare in convertoare se presupune a avea impedanta interna nula.

In multe cazuri intrarea este o tensiune alternativa redresata cu o dioda redresoare cu un filtru capacitiv larg, pentru a se asigura o sursa de tensiune cu impedanta interna mica si riplu mic.

Controlul convertoarelor c. c. c. c. In convertoarele c. c. c. c., tensiunea continua medie de iesire trebuie sa fie controlata pentru a egala un nivel dorit in conditiile in care tensiunea de intrare si sarcina de iesire pot fluctua. Convertoarele c. c. c. c. utilizeaza unul sau mai multe contactoare statice pentru a transforme curentul continuu de la un nivel la altul. Intr-un convertor cu o tensiune de intrare data, tensiunea medie de iesire este reglata prin controlul asupra duratelor ton si toff.

Pentru a ilustra conceptul conversiei prin comutatie consideram un convertor c. c. c. c. de baza, care este aratat in figura 2a. Valoarea medie V0 a tensiunii de iesire vo din figura 2b depinde de ton si toff.

Una din metodele de a controla tensiunea de iesire este comutarea la o frecventa constanta (de aici, o perioada de timp de comutare constanta TS=ton+toff) si ajustand duratele ton a contactorului pentru a controla tensiunea medie de iesire.

Figura 2. Conversia c. c. c. c. prin comutatie In aceasta metoda numita comutarea prin modularea duratei impulsului (PWM) factorul de umplere D al contactorului care este definit ca raportul intre durata ton si perioade de comutare ...