Как рассчитать импульсный преобразователь электрической энергии? Часть 7 (Окончание)

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2019

Александр Русу, Одесса, Украина

Начало части 7

Таким же самым способом определим начальный ток обмотки W1 на втором этапе преобразования I_{НАЧ2_1}. Только я уже не буду так подробно расписывать весь вывод, ведь все преобразования полностью аналогичны, и того, что приведено выше, вполне достаточно для ориентирования в «математических джунглях»:

(78)

А, следовательно, теперь можно определить еще одно недостающее звено:

(79)

Когда у нас работает первый канал, то ΔI_{2_1} = 3.6 А, поэтому ток обмотки W1 в начале второго интервала преобразования равен:

(80)

Если же работают оба канала (ΔI_{2_1} = 0.89 А), тогда

(81)

Последнее недостающее звено – ток обмотки W1 в начале первого этапа преобразования I_{НАЧ1_1} определяется аналогичным образом, только интегралов надо взять в два раза больше:

(82)

И уже отсюда можно определить I_{НАЧ1_1}:

(83)

Формулу (83) в нашем случае можно значительно упростить, подставив в нее (78):

(84)

Когда работают оба канала I_ВХ = 4.8 А и I_ВЫХ1 = 1 А, тогда:

(85)

Если работает только первый канал, тогда выходная мощность преобразователя уменьшается, и входной ток становится равным:

(86)

Следовательно:            

(87)

Если работает только второй канал (I_ВЫХ1 = 0 А), тогда:

(88)

Следовательно:

(89)

Теперь осталось только свести воедино все результаты расчетов (Таблица 4) и изобразить графически то, что у нас получилось (Рисунок 23). Обратите внимание, что токи обмоток в конце интервалов были определены как I_КОН = I_НАЧ ± ΔI, где знак «+» берется для первого интервала (поскольку ток увеличивается на ΔI), а «–» – для второго (поскольку ток уменьшается на ΔI).

Рисунок 23.	Диаграммы токов в обмотках дросселя при различных режимах работы.

Вот приблизительно такими и будут токи в обмотках дросселя в режиме максимальной мощности (без учета перегрузок). Что мы видим? Во-первых, если отключить второй канал, то ток обмотки W1 приобретает классическую «треугольную» форму. Это не удивительно, ведь в этом случае наша схема превращается в обычный повышающий преобразователь. Аналогично, если отключить первый канал, то получим самую простейшую обратноходовую схему. А вот когда работают оба канала, тогда и происходят самые сложные, но и очень интересные, процессы.

Таблица 4.

Параметры токов обмоток дросселя

Этап Обмотка Параметр Работает только первый канал Работает только второй канал Работают оба канала 1 W1 Ток в начале этапа IНАЧ1_1 0.6 2.32 4.72 Изменение тока ΔI1_1 3.6 3.6 3.6 Ток в конце этапа IКОН1_1 4.2 5.92 8.32 W2 Ток в начале этапа IНАЧ1_2 0 0 0 Изменение тока ΔI1_2 0 0 0 Ток в конце этапа IКОН1_2 0 0 0 2 W1 Ток в начале этапа IНАЧ2_1 4.2 0 2.84 Изменение тока ΔI2_1 3.6 0 0.89 Ток в конце этапа IКОН2_1 0.6 0 1.95 W2 Ток в начале этапа IНАЧ2_2 0 3.4 3.6 Изменение тока ΔI2_2 0 2 1.53 Ток в конце этапа IКОН2_2 0 1.4 2.07