Примеры задач по преобразователям с решениями

Пример 5.5.1

Исходные данные: имеется преобразователь напряжения с выпрямителем и выходным сглаживающим фильтром, схема которого приведена на рис.5.15. Его параметры: , , , , .

Определите величину напряжения на нагрузке этого источника (все элементы идеальные).

Рисунок 5.15 – Схема источника питания

Решение.Напряжение на входе сглаживающего фильтра (диод VD3) источника питания имеет вид, представленный на рисунке 5.16.

Постоянная составляющая равна

,

где - коэффициент трансформации,

- коэффициент заполнения импульса.

Рисунок 5.16 – Форма выходного напряжения выпрямителя

Пример 5.5.2

Исходные данные: Форма напряжения на выходе инвертора имеет вид рисунка 5.17.

Рисунок 5.17 – Напряжение на выходе инвертора

Определите оптимальное значение коэффициента заполнения импульсов управления инвертором ( ) с точки зрения минимального содержания 3 и 5 гармоник.

Решение. Гармонические составляющие выходного напряжения для прямоугольного сигнала имеют следующую зависимость от коэффициента заполнения импульсов [7]:

Согласно этому выражению построим регулировочные кривые для трёх гармоник k=1, k=3 и k=5 (рис. 5.18).

Исходные данные: Имеется однотактный конвертор с обратным включением выпрямительного диода (рис. 5.19). Параметры схемы: , , , .

Рисунок 5.19 – Конвертор напряжения

Определите минимальное значение коэффициента заполнения при идеальных ключах.

Решение. На выходе трансформатора в номинальном режиме максимальное напряжение равно 30В, так как . Среднее значение напряжения на выходе равно . Минимальный коэффициент заполнения соответствует максимальному отклонению напряжений, т.е.

.

Пример 5.5.4

Исходные данные: Имеется конвертор напряжения (рис. 5.20) на базе полумостового инвертора с параметрами: , , , ток нагрузки .

Рисунок 5.20 – Конвертор напряжения

Определите напряжение на коллекторе закрытого транзистора (VТ1 или VT2) и максимальное значение тока в первичной цепи трансформатора I₁ .

Решение. Напряжение на коллекторе закрытого транзистора не превышает уровень напряжения питания, т.е. .

Максимальное значение тока в первичной цепи трансформатора равно [31]: