Аналитическое представление электромагнитных и энергетических характеристик широтно-импульсных преобразователей

Регулировочные характеристики ШИП были рассмотрены выше. Энергетические и электромагнитные характеристики ШИП рассчитываются на основании анализа электромагнитных процессов.

Для симметричного способа управления при обобщенной нагрузке на коммутационных интервалах имеем:

Т< t<

где для одноплечевые схем и для мостовых схем, = 0, 1, 2, 3,........ целые числа.

Разделим все слагаемые уравнений на и обозначим , тогда эти уравнения можно представить в относительных единицах:

1 = ,

-1 = ,

где - относительный ток нагрузки, - относительная э.д.с. нагрузки, - постоянная времени нагрузки.

Для несимметричного и поочередного способов управления вышеприведенные уравнения запишутся в виде:

1 = ,

0 = ,

Среднее относительное напряжение на выходе ШИП определяется и уравнений:

- при симметричном способе управления (двухполярном напряжении на нагрузке).

- при несимметричном управлении (однополярном напряжении на нагрузке),

Ток нагрузки содержит среднюю составляющую и пульсирующую составляющую . Средний ток обусловлен средним значением напряжения на нагрузке и величиной эдс:

при двухполярном напряжении на выходе ШИП,

при однополярном напряжении.

Величина пульсирующей составляющей находится из решения системы уравнений, обобщенное выражение этой составляющей имеет вид:

Средние и эффективные токи в нагрузке, в силовых транзисторах, диодах и в источнике питания могут быть определены по упрощенным выражениям, если принять, что мгновенный ток нагрузки изменяется по закону:

при nT<t<(1+n) ,

при (1+n) .

При найденных токах мощность в нагрузке, мощность, потребляемая из источника питания и потери в силовых полупроводниковых элементах ШИП, находятся по уравнениям: