Wskazwki do wykonania projektu w ramach

Wskazówki do wykonania projektu w ramach
Projektowania Przekształtników Wspomaganego Komputerowo
1. Pierwszym krokiem jest dobranie przekładni wejściowego transformatora sieciowego,
tak by napięcie wyjściowe mostka diodowego było odpowiednio niskie w relacji do
napięcia baterii. Najkorzystniejsze warunki pracy przekształtnika obniżającego
napięcie są wówczas, gdy stosunek jego napięcia wejściowego do wyjściowego
(baterii) jest mniejszy niż 2.
2. Następnie należy dobrać wielkość elementów biernych:
a) filtru LC (za mostkiem diodowym) tak, aby tętnienie napięcia przy mocy nominalnej
nie przekraczało 3%,
b) indukcyjności przekształtnika obniżającego tak, aby tętnienie prądu baterii było niższe
od 5% - tu należy wstępnie przyjąć częstotliwość pracy tego przekształtnika: w
podanych zakresach mocy może do być nawet 20kHz – ale im wyższa moc tym
mniejsza musi być ta częstotliwość
c) filtru LC przy falowniku, którego częstotliwość rezonansowa powinna być ok. 4-5
razy mniejsza od częstotliwości pracy falownika – tu także należy przyjąć wstępnie
częstotliwość pracy
3. W kolejnym kroku przygotowujemy symulację układu (w dwóch częściach). Zalecane
sterowanie tych układów to modulacja PWM w pętli otwartej. Elementy
półprzewodnikowe – idealne. W części pierwszej baterię jest wygodnie zasymulować
w postaci kondensatora o bardzo dużej pojemności. W obydwu przypadkach należy
uzyskać obciążenie maksymalne przy minimalnym napięciu baterii.
4. Warunkiem poprawnej oceny działania symulacji jest obok spełnienia warunków z p.
2 a także przeliczenie bilansu mocy tzn. moc na wejściu, w przekształtniku i wyjściu
powinny być zbliżone.
5. Nie należy symulować całego cyklu mocy podanego w zadaniu – jest on przydatny
tylko w obliczeniach termicznych.
6. Następnie w warunkach stanu ustalonego należy określić warunki pracy elementów
półprzewodnikowych: maksymalne napięcia blokowania, wartości prądów:
maksymalne, średnie i skuteczne. Na ich podstawie zgodnie z zasadami podanymi na
wykładzie wybieramy elementy z katalogu dowolnego producenta. Lista stron
producentów znajduje się na stronie www przedmiotu.
7. Istotnym zagadnieniem jest wybór rodzaju łączników półprzewodnikowych:
tranzystory MOSFET czy IGBT. Dla napięć poniżej 200V stosujemy MOSFET.
Powyżej tej granicy także dostępne są MOSFETy, ale należy zwrócić uwagę na ich
rezystancję przewodzenia i porównać ich spadek napięcia ze spadkiem na IGBT klasy
600V.
8. Diody w mostku to diody prostownicze a dioda zwrotna w przekształtniku
obniżającym to dioda szybka.
9. Bazując na danych katalogowych dostarczonych przez producenta i wyznaczonych
symulacyjnie prądów i napięć określamy straty mocy: przewodzenia i łączeniowe. W
przypadku, gdy należy przyjąć wartość wielkości, która nie była symulowana jak np.
rezystancja bramki – przyjmujemy wartość typową jak w katalogu.
10. Następnie należy ocenić sprawność układu – jeżeli jest poniżej 90%, należy zmienić
poziomy napięć, częstotliwości pracy lub dobrane elementy półprzewodnikowe.
11. Dokonujemy doboru radiatora – w części pierwszej mostek diodowy i przekształtnik
obniżający powinny być zaprojektowane na wspólnym radiatorze.
12. W procesie doboru należy uwzględnić podany cykl mocy. Dla uproszczenia
uniwersalna charakterystyka impedancji dynamicznej radiatora zostanie podana na
stronie www.