Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

pencil
Узнай стоимость на индивидуальную работу!
icon Цены в 2-3 раза ниже
icon Мы работаем
7 дней в неделю
icon Только проверенные эксперты

Динамические режимы работы электронного ключа

Тип Реферат
Предмет Электрические и электронные аппараты

ID (номер) заказа
1489833

200 руб.

Просмотров
920
Скачиваний
120
Размер файла
453.94 Кб
Поделиться

Электротехника в последнее время характеризуется расширением области
применения силовых электронных ключей, работающих в режимах
преиодической коммутации на повышенных частотах. К примеру, они могут
применяться в качестве устройств для повышения качества электроэнергии
(компенсаторы реактивной мощности, импульсные регуляторы, гибридные
фильтры).
Силовой электрический ключ — это устройство, предназначенное для
размыкания или замыкания электрической цепи, и содержащее как минимум
один полностью управляемый прибор, например транзистор или тиристор.
В электронике чаще всего используют более общий термин «электронный
вентильный прибор». Он представляет собой неделимый электронный прибор
для преобразования или прерывания электрической цепи, который неуправляем
или управляем ключевым способом. Простейшим примером неуправляемого
вентильного прибора является диод.
Электронные ключи постоянно включаются и выключаются с высокой частотой
по зданным алгоритмам.
Динамический режим работы ключа — это такой режим, при котором
происходит переход из одного состояния в другое (из включенного в
выключенное и наоборот). Динамический режим также называют
коммутационным процессом.
При анализе электрических цепей, содержащих электронные ключи, следует
различать обозначения времени для динамических и статических режимов. В
статических (установившихся) режимах время /вкл и /выкл соответствует
времени, в течение которого ключ находится во включенном или выключенном
состоянии. В динамических (переходных) режимах время tвкл и tвыкл
соответствует времени перехода из выключенного состояния во включенное и
наоборот.
Аналитически описать динамические процессы достаточно сложно, ведь они
учитывают физические процессы в полупроводниковых приборах. Для
упрощения анализа процессов пользуются матемитическими моделями,
которые позволяют получать результаты с достаточной точностью.
Например, общепринятым является идеализированное представление
электронного ключа на интервале включения источником линейно спадающего
напряжения, а на интервале выключения — источником линейно спадающего
тока. Длительности спада напряжения и тока до нуля принимаются равными
времени включения t вкл и выключения t выкл электронного ключа.
Диаграммы напряжения us и тока is модели ключа в динамических режимах
представлены на рис. 1

Рис.1. Диаграммы напряжения и тока на интервалах включения и выключения

Из диаграмм видно, что при включении ЭК напряжение падает от уровня
Us до нуля. При выключении ключа ток Is за момент времени tвыкл
падает до нуля.
Реакция коммутируемой цепи на изменение состояния ЭК характеризуется
током ключа и его напряжением. Если коммутируемая цепь включает в себя
индуктивные или емкостные реактивные элементы, то они оказывают влияние
на процессы переключения ключей. Так, при вкючении меняется ток, а при
выключении — напряжение. Поэтому динамические ВАХ ключа напрямую
зависят от параметров коммутируемой цепи.
Рассмотрим, что происходит при подключении активной нагрузки. Коммутация
активной нагрузки происходит посредством подключения в электрическую цепь
резистора R. На рис.2. Представлена простейшая схема с ключом и резистором.

Рис.2. Простейшая схема с ключом и активной нагрузкой
В данной схеме с активной нагрузкой цепь коммутируется ключом S.
При этом на интервалах выключенного состояния ключа us= Е(напряжение на
ключе равно напряжению ЭДС. При включении ключа S на интервалах
включенного состояния напряжение падает до нуля us=0.
В то же время на интервале выключенного состояния ключа ток is отсутствует,
так как цепь разомкнута. При включении ключа за время tвкл ток is ключа
становится равным Is. На рис.3. Показано изменение тока и напряжения на
ключе при коммутации ключа за время tвкл.

Рис.3. Изменение тока и напряжения на ЭК во время коммутации

На интервале включения ЭК выделяется энергия Wвкл и мгновенная мощность

р вкл. Они определяются из следующих соотношений:

Как видно из формул, энергия и мгновенная мощность обратно
пропорциональны значению сопротивления активной нагрузки.

Рис.4. Изменение мгновенной мощности при коммутации ключа

На рис.4. Показана диаграмма изменения мгновенной мощности при
коммутации ключа (за время t вкл).
Теперь стоит рассмотреть диаграммы тока, напряжения и мгновенной
мощности при выключении электронного ключа. На рис.5. Представлена
диаграмма изменения напряжения и тока при отключении ключа S.

Рис.5. Диаграмма изменения напряжения и тока при отключении ключа
Как видно из диаграммы, до момента t0 по ключу протекал ток is, который
в момент выключения tвыкл=t1-t0 снизился до нуля.
Во включенном состоянии напряжение на ключе отсутствовало (us=0), за
момент выключения tвыкл оно увеличилось и стало равно Us
(напряжению цепи). После момент времени t1 напряжение остается
постоянным.
Так же, как и при включении, выключение ЭК характеризуется выделением
мгновенной мощности и энергии. На рисунке 6 представлена диаграмма
изменения мгновенной мощности р выкл.

Рис.6. Диаграмма изменения мгновенной мощности при выключении ключа
Для определения параметров мгновенной мощности и выделяемой энергии при
выключении ЭК необходимо заменить t вкл на t выкл.
В этих схемах принято допущение идеальности статической ВАХ ключа S. На
интервалах переключения используется динамическая модель ключа. Из
приведенных временных диаграмм us(t), is(t) могут быть рассчитаны
мгновенные мощности динамических потерь при переключении с учетом их
нагрузки.
В рассматриваемом примере статические ВАХ приняты идеальными и поэтому
потери мощности существуют только на интервалах переключения. Кроме того,
источники напряжения, питающие коммутируемые цепи, также считаются
идеальными, т.е. внутреннее сопротивление источников равно нулю.

Динамическая ВАХ ключа

Одной из основных характеристик работы ключа в динамическом режиме
является динамическая вольт-амперная характеристика ВАХ, т.е. зависимость

напряжения на ключе us от тока is в процессе переключения.
Динамическая ВАХ представляет собой траекторию переключения
(коммутации) электронного ключа. Переходные процессы в ключах зависят от
его быстродействия и параметров элементов коммутируемой электрической
цепи.
Соответственно, динамические ВАХ также зависят от указанных
факторов и поэтому могут отличаться друг от друга Динамические ВАХ
обычно представляют на плоскости параметров тока is и напряжения us ,
определенных для конкретных условий коммутации на интервале
переключения ключа.

Рис.7. Динамическая ВАХ ключа

На рис.7 представлена динамическая ВАХ ключа при коммутации резистивной
нагрузки. Линейный характер динамической ВАХ обусловлен отсутствием
реактивных элементов в схеме. При этом справедливо соотношение:

us(t) = Е - is(t)R.

Потери мощности в ключе при периодической коммутации
Наиболее распространенным режимом работы электронных ключей является
режим периодической коммутации, обусловленный переходом из включенного
состояния в выключенное и наоборот. При этом статические и динамические
режимы чередуются. Рассмотрим выделение мощности при периодическом
режиме работы транзисторного ключа с частотой fк. Предположим, что ключ

коммутирует активную нагрузку R.
За период коммутации ключа Tк в нем происходит выделении мощности
статических потерь p ст вкл и р ст выкл, а также мощность динамических
потерь p п вкл и р п выкл.

Рис.8. Диаграммы напряжения, тока и мощности ключа при периодической
коммутации активной нагрузки
При этом на диаграммах видно, что на самом деле напряжение на транзисторе
равно Δuf во включенном состоянии, а в выключенном положении через него
протекает ток утечки Ifº.
Потери активной мощности в ключе можно определить по формуле:

Динамические потери зависят от частоты. Поэтому при работе на повышенных
частотах необходимо использовать быстродействующие ключи с малым

временем переключения.

Список использованной литературы

1.  Розанов, Ю. К. Силовая электроника / Ю.К. Розанов, М.В. Рябчицкий,
А.А. Кваснюк. - М.: МЭИ, 2009. - 632 c.
2. Зиновьев, Г.С. Силовая электроника: учебное пособие для бакалавров/Г.С.
Зиновьев; Новосибирский государственный технический университет (НГТУ).
— 5-е изд., испр. и доп. — Москва: Юрайт, 2012. — 667 с.: ил.
3. Уильямс Б. Силовая электроника: приборы применение, управления.
Справочное пособие: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 240 с.: ил.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Экономика
Маркетинг
Информатика
icon
113201
рейтинг
icon
2762
работ сдано
icon
1252
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
107621
рейтинг
icon
5380
работ сдано
icon
2414
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
75673
рейтинг
icon
1881
работ сдано
icon
1192
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
49 108 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
СГУ
Отличный исполнитель! Сделала всё очень качественно и достаточно быстро, оформила по ГОСТу...
star star star star star
Московский Университет имени С.Ю. Витте
Спасибо большое за работу исполнителю!!! Работа выполнена досрочно без замечаний, впредь б...
star star star star star
УдГУ
Не первый раз сотрудничаем. Работа выполнена раньше срока, претензий нет. Обязательно обра...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Выполнить задания по русскому языку

Контрольная, Русский язык

Срок сдачи к 17 февр.

1 минуту назад

До 15

Курсовая, Клиническая диагностика

Срок сдачи к 23 мар.

1 минуту назад

Написать реферат

Реферат, уголовное право

Срок сдачи к 10 февр.

2 минуты назад
2 минуты назад

Решить 6 задач

Решение задач, Финансовая стратегия

Срок сдачи к 12 февр.

2 минуты назад

Тестирование

Тест дистанционно, Финансовые рынки и финансово-кредитные институты

Срок сдачи к 10 февр.

4 минуты назад
6 минут назад
7 минут назад
8 минут назад

Пройти тест

Тест дистанционно, аналитическая геометрия

Срок сдачи к 6 февр.

8 минут назад

Решить 2 лабораторные работы

Лабораторная, электробезопасность

Срок сдачи к 8 февр.

8 минут назад

введение+1 глава

Магистерская диссертация, землеустройство и кадастры

Срок сдачи к 10 февр.

10 минут назад

Выполнение курсовой работы

Курсовая, Стратегический менеджмент

Срок сдачи к 21 февр.

10 минут назад

Выполнить ПЗ

Контрольная, электроника и электротехника

Срок сдачи к 7 февр.

10 минут назад

выполнить 4 задания

Контрольная, Методология инженерных изысканий

Срок сдачи к 11 февр.

10 минут назад
11 минут назад

В файле

Контрольная, Физика

Срок сдачи к 6 февр.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход или
регистрация
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно
    Введите ваш e-mail
    Файл с работой придёт вам на почту после оплаты заказа
    Успешно!
    Работа доступна для скачивания 🤗.