Что такое индуктивность рассеяния

6. Как вычислить кпд трансформатора?

Коэффициентом полезного действия трансформатора называется отношение отдаваемой в нагрузку полезной электрической мощности к потребляемой трансформатором активной электрической мощности:

Потребляемая трансформатором мощность складывается из мощности потребляемой нагрузкой и мощности потерь непосредственно в трансформаторе. При том активная мощность соотносится с полной мощностью следующим образом:

Так как на выходе трансформатора напряжение в целом слабо зависит от нагрузки, то коэффициент нагрузки может быть связан с номинальной полной мощностью так:

Электрические потери в нагрузке произвольной величины могут быть выражены с учетом потерь при номинальной нагрузке через коэффициент нагрузки:

Потери при номинальной нагрузке достаточно точно определяются мощностью, которую трансформатор потребляет в эксперименте короткого замыкания, а потери магнитного характера равны мощности, потребляемой трансформатором на холостом ходу. Эти составляющие потерь приводятся в документации на трансформаторы. Так, если учесть приведенные факты, формула для КПД примет следующий вид:

7. Что представляет собой индуктивность рассеяния и индуктивность намагничивания трансформатора?

Для расчетов трансформатор представляют эквивалентной схемой, в которой характеристики вторичной обмотки приводят по виткам к первичной и обозначают штрихом (¢). Действительно, поскольку индуктивность обмотки L

N 2 , то коэффициент трансформации n можно записать в виде

Из формулы следует, что индуктивность вторичной обмотки L₂ = L₁n 2 . Следовательно, индуктивность вторичной обмотки , приведенная по виткам через коэффициент трансформации n к первичной, выражается соотношением:

– приведенное сопротивление провода вторичной обмотки;

– приведенная индуктивность рассеяния вторичной обмотки;

– приведенное сопротивление нагрузки;

– приведенный ток вторичной обмотки.

Индуктивность первичной обмотки представляет сумму двух индуктивностей L₁ = L_m + L_s1, где L_m – индуктивность намагничивания трансформатора.

Следовательно, индуктивность намагничивания трансформатора представляет разность между индуктивностью первичной обмотки L1 и ин­дуктивностью рассеяния Ls1 этой обмотки: Lm = L1 – Ls1.

Через индуктивность намагничивания протекает реактивный ток намагничивания Im. Значение тока намагничивания определяется из выражения:

8. Понятие приведенного трансформатора?

Приведенный трансформатор – это трансформатор, который оказывает на цепь такое же влияние, как реальный трансформатор, но коэффициент трансформации его равен единице.

9. Цель построения схемы замещения трансформатора?

Схема замещения трансформатора позволяет отдельно рассчитывать цепи первичной и вторичных обмоток.

10. По каким признакам производится классификация трансформаторов?

Трансформаторы классифицируются по следующим принципам:

А) Назначение (лабораторные, защитные, промежуточные, измерительные).

Б) Напряжение (низко- и высоковольтные).

В) Способ установки (переносные, стационарные, наружные и внутренние, опорные, шинные).

Г) Количество ступеней (одно- и многоступенчатые).

Д) Характер изоляции обмотки (сухая, компаундная, бумажно-масляная).

11. Почему передавать электроэнергию на дальние расстояния экономически выгодно при высоком напряжении [кВ]: 110, 220, 330, 400, 500, 750, 1000, … ?

При заданной мощности тока в потребителе уменьшить силу тока в подводящих проводах можно только при одновременном повышении напряжения между проводами, что видно из формулы P = UI, по которой рассчитывается мощность P тока в потребителе. Чем выше напряжение, тем это выгодней, так как при этом уменьшается сила тока и снижаются потери в проводах, пропорциональные квадрату силы тока. Чем длиннее линия электропередачи, тем более выгодно становится применение высокого напряжения, поэтому передача энергии на большие расстояния осуществляется только по высоковольтным линиям. Генераторы электростанций вырабатывают напряжение не выше 16000 – 20000 В. Более высокие напряжения требуют кардинальных изменений в конструкции генератора

Определение сосредоточенных параметров для эквивалентной схемы трансформатора

Трансформаторы широко используются в электротехнической промышленности. Передача и распределение электроэнергии, тяжелая промышленность, приборостроение, электромобили или бытовая электроника – трансформаторы всех форм и размеров являются неотъемлемой частью подобных систем. Существуют различные типы трансформаторов: силовые трансформаторы передают мощность от одной электрической системы к другой при разных уровнях напряжения, измерительные трансформаторы используются для определения напряжения и тока, изолирующие трансформаторы передают сигналы между двумя цепями с гальванической развязкой, высоковольтные трансформаторы используются для генерации напряжений порядка кВ или выше, и так далее. Сосредоточенные параметры эквивалентной схемы трансформатора определяют его рабочие характеристики и, следовательно, становятся решающими при его проектировании и разработке.

В одной из недавних статей нашего корпоративного блога под названием “Построение эквивалентной сосредоточенной цепи на основе AC/DC расчёта” мы показали, как теперь можно извлечь параметры эквивалентной RLC-цепи из различных AC/DC-моделей. В т.ч. такой подход применим к любому трансформатору, обмотки которого обладают осевой симметрией (имеют цилиндрическую форму). В данной заметке мы покажем пример высокочастотного ферритового трансформатора с первичной и вторичной катушками, состоящими из нескольких секций. Мы также продемонстрируем как и с помощью каких исследований рассчитать его сосредоточенные параметры и построить эквивалентную цепь.

Введение

При определении рабочих характеристик трансформаторов важную роль играет ряд факторов. Эквивалентный импеданс силового трансформатора влияет на уровень тока короткого замыкания. Индуктивности намагничивания определяют пусковые токи в больших трансформаторах, в то время как индуктивности рассеяния играют решающую роль при выборе частот переключения силовых электронных контуров. При работе высокочастотных трансформаторов значительный эффект оказывают паразитные ёмкости обмоток. Поведение трансформаторов в значительной степени может быть охарактеризовано сосредоточенными параметрами их эквивалентной электрической цепи. Таких образом, использование моделирования с целью извлечения сосредоточенных параметров для эквивалентной схемы трансформатора имеет неоценимое значение в процессе разработки.

Слева: Геометрическая модель трансформатора. Справа: Вид трансформатора в разрезе (с использованием функционала Clipping для интерактивного сечения геометрии).

Программное обеспечение COMSOL Multiphysics ® предлагает различные интерфейсы для простого и удобного вычисления параметров сосредоточенной схемы трансформатора на основе его физической распределенной модели. Индуктивности трансформатора можно определить с помощью интерфейса Magnetic fields (MF) или интерфейса Magnetic and Electric fields (MEF). Паразитные ёмкости можно получить с помощью интерфейса Electrostatics (ES) или интерфейса Electric Currents (EC). Интерфейс Electric Circuits (CIR) может быть использован для подключения катушек трансформатора к внешним сосредоточенным цепям.

В следующих разделах статьи мы покажем пример высокочастотного трансформатора с ферритовым сердечником и объясним, как определить эквивалентные параметры индуктивности и паразитной ёмкости. Первичная катушка трансформатора содержит 2 витка, а вторичная – 600 витков. Вторичная обмотка состоит из 2 секций с изоляционной перегородкой между ними. На первичную обмотку будет подаваться напряжение амплитудой 10 В на частоте порядка десятков кГц.

Расчёт индуктивностей намагничивания и рассеяния

Индуктивность намагничивания трансформатора определяется экспериментально с помощью испытания в режиме холостого хода (в англ. open-circuit test), а индуктивность рассеяния получают на основе испытания в режиме короткого замыкания (в англ. short-circuit test). Эти тесты можно реализовать в численной модели трансформатора и извлечь значения индуктивности (и сопротивления).

Испытание в режиме холостого хода

В этом испытании вторичная обмотка трансформатора разомкнута, а первичная обмотка возбуждается номинальным входным напряжением. При отсутствии какого-либо тока вторичной нагрузки ток, потребляемый первичной катушкой, используется в основном для создания магнитного потока в сердечнике. Если импеданс первичной обмотки рассчитывается как отношение напряжения и тока в ней, то он в значительной степени определяется индуктивностью намагничивания. Помимо этого в импеданс входит относительно небольшое значение сопротивления первичной обмотки.

Магнитная индукция в сердечнике трансформатора в рамках испытания в режиме холостого хода.

В результате расчёта получаем, что первичное сопротивление, которая определяется как действительная часть импеданса первичной катушки, составляет 76.5 m \Omega . Индуктивность намагничивания выражается как мнимая часть импеданса первичной катушки и имеет значение 44.8 \mu H на частоте 50 кГц.

Испытание в режиме короткого замыкания

Обычно в рамках типового исследования первичная обмотка вводится в режим короткого замыкания, а вторичная обмотка возбуждается напряжением с амплитудой, уменьшенной до такого уровня, чтобы через первичную обмотку протекал номинальный ток (ток холостого хода). В этом случае большая часть магнитного потока концентрируется в воздушном зазоре между первичной и вторичной обмотками. Если импеданс вторичной обмотки рассчитывается как отношение напряжения и тока в ней, то он в значительной степени определяется индуктивностью рассеяния. Индуктивность рассеяния первичной обмотки может быть легко рассчитана с помощью величины отношения числа витков. В рамках же численного моделирования мы можем возбудить первичную обмотку и замкнуть вторичную обмотку, чтобы непосредственно получить индуктивность рассеяния для первичной обмотки.

Сконцентрированная в зазоре между первичной и вторичной обмотками магнитная индукция, которая была получена в рамках испытания в режиме короткого замыкания.

Значение индуктивности рассеяния опять выражается как мнимая часть импеданса первичной катушки и составляет 0.25 \mu H на частоте 50 кГц. Сопротивление катушки в таком режиме получается равным 19.2 m \Omega .

Расчёт паразитных ёмкостей

Обычно используется предположение, что трансформатор является чисто индуктивным устройством. Но, поскольку первичная и вторичная обмотки изготовлены из проводящих материалов с изолирующим слоем между ними, то это можно сравнить с конденсатором – два проводника разделены диэлектрической средой. Это приводит к возникновению ёмкостных эффектов в системе. Поскольку эти ёмкости обычно нежелательны, их называют паразитными ёмкостями. Для низкочастотных трансформаторов паразитные ёмкости не играют большой роли. Однако с увеличением частоты ёмкостные эффекты становятся заметными; и при высоком соотношении витков обмоток они начинают играть решающую роль.

В одной из прошлых статей нашего блога под названием “Расчёт матрицы ёмкостей в COMSOL Multiphysics®” объясняется, как рассчитать собственные и взаимные ёмкости, используя интерфейс Electrostatics и тип исследования Stationary Source Sweep. В случае трансформатора с сосредоточенной обмоткой этот подход может быть использован для извлечения матрицы ёмкости.

В нашей конструкции первичная и вторичная обмотки распределены по секциям, что характерно для большинства высоковольтных трансформаторов с ферритовым сердечником. Распределение потенциала в обмоткам при этом будет ступенчатым, т.е. с резким перепадом между секциями. Следовательно, ранее описанный подход неприменим для извлечения матрицы ёмкостей. Чтобы вычислить собственную емкость первичной обмотки в нашем случае, мы приложим половину потенциала (т.е. 5 В) к нижней секции и полное напряжение (т.е. 10 В) к верхней секции. Вторичная катушка заземляется, на поверхности сердечника задается плавающий потенциал. Вторичная собственная ёмкость определяется аналогичным образом путем подачи половины индуцированного напряжения на нижнюю секцию и полного напряжения на верхнюю секцию вторичной обмотки.

Распределение потенциала при расчёте собственной ёмкости для первичной обмотки (слева) и для вторичной обмотки (справа).

Расчётное значение первичной собственной ёмкости составляет 14 пФ, а вторичной – 30.5 пФ.

Анализ эквивалентной сосредоточенной схемы устройства

Теперь, когда у нас есть первичное сопротивление, индуктивность намагничивания и рассеяния, собственные ёмкости первичной и вторичной обмоток, мы можем на их основе построить эквивалентную схемы для рассматриваемого трансформатора.

Эквивалентная сосредоточенная схема для трансформатора.

Импеданс рассеяния представляется последовательным соединением R_l и L_l . Импеданс намагничивания обычно преобразуют в эквивалентный параллельный контур с R_m = 2587.6 \Omega и L_m = 44.7 \mu H. Первичная и вторичная собственные ёмкости в схеме – это C_p и C_s соответственно. R_e – это внешнее сопротивление 1 М\Omega , которое добавлено для как нагрузка к вторичному контуру для имитации режима холостого хода. По результатам расчёта сосредоточенной цепи мы в т.ч. можем получить информацию о том, что первичный ток по фазе опережает напряжение на угол 82.2°, а индуцированное напряжение во вторичной обмотке составляет около 3192 В. Важно отметить, что индуцированное напряжение выше значения 3000 В, получаемого из оценки с использованим величины отношения витков. Это расхождение объясняется эффекта вторичной емкости в сочетании с высоким соотношением витков 1:300. Для первичного тока мы получаем опережающий коэффициент мощности, т.е. трансформатор потребляет ёмкостный ток!

Сопряженный анализ с учётом индуктивных и ёмкостных эффектов

Двумерная осесимметричная модель трансформатора может быть отрисована на основе 3D-модели с помощью инструмента Cross section. В геометрии также были явно отрисованы 300 отдельных витков вторичной обмотки, которая в свою очередь была описана с помощью условия RLC Coil Group, которое доступно в интерфейсе Magnetic and Electric Fields. Вторичная обмотка должна быть разомкнута, чтобы можно было наблюдать эффекты вторичной паразитной ёмкости. Но если ток катушки явно задать равным нулю, чтобы сделать ее разомкнутой, то ток в принципе не сможет протекать через собственную ёмкость вторичной обмотки. Чтобы обойти это ограничение, вместо задания нулевого тока к вторичной обмотке можно подключить большое сопротивление порядка 1 M\Omega с помощью интерфейса Electric Circuit. Такое сопротивление сымитирует эффект разомкнутой цепи, но в тоже время позволит получить ток через вторичную собственную ёмкость.

Распределение магнитной индукции и электрического потенциала в осесимметричной модели трансформатора.

Распределение электрического потенциала в области обмотки трансформатора демонстрирует тот факт, что индуцированное напряжение увеличивается по мере увеличения радиуса витка. По результатам расчёта осесимметричной модели мы получаем, что первичный ток по фазе опережает напряжение на угол 75°, а индуцированное напряжение во вторичной обмотке составляет около 3055.6 В. Это коррелирует с результатами расчёта эквивалентной схемы, рассмотренными в предыдущем разделе.

Для сопоставления результатов из сосредоточенной модели (построенной с использованием параметров, полученных из 3D-модели) и 2D-осесимметричной модели можно построить на одном графике частотную характеристику импеданса первичной обмотки, полученную с помощью каждого из двух подходов. На рисунке ниже как раз показано, как величина и фазовый угол импеданса первичной катушки меняются в зависимости от частоты возбуждения. Можно отметить, что в общем и целом данные двумерной осесимметричной модели коррелируют с результатами расчёта сосредоточенной эквивалентной схемы. Сосредоточенные параметры для электрической цепи извлекаются из реалистичной 3D-геометрии трансформатора. При этом двумерная осесимметричная модель трансформатора представляет собой упрощенную аппроксимацию исходной геометрии. Эти различия приводят к небольшому отклонению между визуализированными на графике частотными характеристиками, полученными с помощью каждого из двух подходов.

Частотная характеристика первичной катушки трансформатора, полученная в сосредоточенной модели (пунктирные линии) и двумерной осесимметричной распределенной модели (сплошные линии).

Комментарий по использованию условия RLC Coil Group

Это условия является одним из вариантом моделирования катушек индуктивности и может использоваться в рамках осесимметричной постановки, когда вы хотите проанализировать влияние токов смещения. Другими словами, ёмкостные эффекты учитываются наряду с индуктивными эффектами. Порядок электрического соединения витков может быть задан с помощью настроек в разделе Domain ordering. В случае трансформатора слои из витков наматываются радиально, и, следовательно, выбирается порядок типа Column-wise (по столбцам).

Настройки раздела Domain ordering для задания порядка электрического соединения витков вторичной обмотки трансформатора.

В нашем примере используется одна из встроенных предустановленных опций. Вы также можете указать порядок соединения вручную, что показано в учебной модели: Упрощенное осесимметричное представление 3D-индуктора.

Заключение

Основная цель рассмотренного примера состояла в демонстрации извлечения параметров для эквивалентной схемы трансформатора. Индуктивности намагничивания и рассеяния были извлечены с использованием инструментов интерфейса Magnetic fields. Паразитные первичные и вторичные ёмкости были извлечены с использованием инструментов интерфейса Electrostatics.

Условие RLC Coil Group в интерфейсе Magnetic and Electric fields позволило реализовать двумерную осесимметричную модель трансформатора, в которой учитывались как индуктивные, так и ёмкостные эффекты. На выходе расчёта эквивалентной сосредоточенной модели, а также двумерной осесимметричной распределенной модели, мы получили некоторые интересные и важные результаты. Расчётное вторичное напряжение оказалось больше, чем оценка с использованием величины отношения витков. Это схоже с эффектом Ферранти, который характерен для слабонагруженных линий передачи и заключается в том, что напряжение на выходном терминале поднимается выше напряжения на входе из-за доминирующих ёмкостных эффектов. Первичный ток трансформатора также оказался ёмкостным по своей природе. Это связано с доминированием вторичной паразитной емкости при очень высоком соотношении витков, равном 1:300.

Индуктивности и ёмкости оказывают взаимно противоположное влияние на ток контура. Индуктивная цепь характеризуется запаздывающим коэффициентом мощности, тогда как ёмкостная цепь имеет опережающий коэффициент мощности. Если мы попытаемся извлечь эквивалентное сопротивление такого трансформатора на основе непосредственно напряжения и тока на терминале, то сопряжение эффектов приведёт к ошибочным результатам и введет нас в заблуждение. Как видно по двумерной осесимметричной модели, собранной с помощью интерфейса Magnetic and Electric Fields, вторичная ёмкость (по сравнению с первичной) доминирует над индуктивными эффектами при оценке импеданса первичной обмотки. На частоте 50 кГц трансформатор фактически ведет себя как ёмкость.

Таким образом, мы показали, как извлечь отдельно эквивалентные индуктивности трансформатора с помощью магнитного расчёта с учётом токов проводимости и вихревых токов, но в пренебрежении токами смещения. Это можно сделать с помощью интерфейса Magnetic fields или Magnetic and Electric fields. Аналогично, паразитные ёмкости трансформатора могут быть рассчитаны отдельно в рамках электрического расчёта. Это можно реализовать либо через интерфейс Electrostatics, либо через интерфейс Electric Currents. Наконец, извлеченные величины можно объединить в сосредоточенную цепь и получить эквивалентную схему трансформатора.

Дальнейшие шаги

Попробуйте самостоятельно собрать модель высоковольтного трансформатора с ферритовым сердечником. По нажатию на кнопку ниже вы можете скачать файл модели для проверки и изучения деталей:

Индуктивность утечки, рассеивания, рассеяния, связи. Силовой импульсный трансформатор, ключ

При проектировании импульсных источников питания и преобразователей напряжения большой мощности с гальванической развязкой входа от выхода мы сталкиваемся с таким интересным фактом. Мы выбираем силовые ключи (силовые транзисторы выходного каскада) с двукратным запасом по току, напряжению и мощности, но они все равно горят. Этой проблеме подвержены следующие топологии импульсных преобразователей: обратноходовая, прямоходовая и пушпульная. А полумостовая и мостовая не подвержены. В результате инженеры практически полностью отказались от использования первых трех топологий в преобразователях большой мощности, хотя экономически они более эффективны, чем вторые две.

В специальной литературе мало внимания уделяется физическим причинам описанного эффекта. Просто указывается, что для данной задачи применимы только такие топологии, а также говорится, что не следует использовать силовые ключи, даже если они рассчитаны на ток 100 — 200 А, для коммутации токов более 20 — 30 А, так как при больших токах работа ключей становится неуправляемой.

Вашему вниманию подборки материалов:

Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Я постарался разобраться в причинах выгорания силовых ключей в некоторых видах схем преобразователей напряжения с трансформатором на выходе.

Выходной трансформатор — индуктивности обмоток, связи, рассеивания

Когда мы строим импульсный источник питания, то обычно предполагаем, что выходной трансформатор является идеальным. Что это значит? Это значит, что он преобразует входное напряжение в выходное и не имеет внутренней индуктивности, индуктивности связи, емкости. То есть [Напряжение на вторичной обмотке] = [Коэффициент трансформации] * [Напряжение на первичной обмотке], где коэффициент трансформации является константой, не зависит от частоты, амплитуды и других параметров сигнала.

Однако реальный трансформатор совсем не такой. Смотри схему. N1 — число витков в первичной обмотке, N2 — число витков во вторичной обмотке, L’1 — индуктивность утечки первичной обмотки, L’2 — индуктивность утечки вторичной обмотки, L1 — индуктивность первичной обмотки, L2 — индуктивность вторичной обмотки. Разбиение на L’1 и L’2 условно, так как на самом деле само понятие индуктивности связи имеет смысл в применении к паре обмоток. Так что до конца правильно говорить об индуктивностях связи для каждой пары обмоток. Но расчет этой индуктивности связан с целым рядом допущений, так что можно положить [L’1] = [L’2] * ([N1] / [N2]) ^ 2, не слишком испортив модель.

Работа реального силового импульсного трансформатора при закрытии силового ключа

Рассмотрим для примера прямоходную топологию. В ней используется специальная обмотка для размагничивания магнитопровода трансформатора, то есть для снятия напряжения самоиндукции и отвода накопленной энергии обратно в источник питания. В пушпульной топологии такой размагничивающей обмоткой является обмотка второго плеча. В момент, когда ключ одного плеча закрывается, другое плечо подключено к источнику питания через диод, шунтирующий силовой ключ. Накопленная в магнитном поле энергия будет отведена именно через эту цепь. В обратноходовом преобразователе накопленная энергия отводится в выходную цепь, в которой также фиксированное напряжение. В общем, все наши дальнейшие рассуждения легко переносятся и на эти топологии.

Итак, что происходит при закрытии силового ключа в прямоходной топологии? Мы ожидаем увидеть следующую картину. Напряжение на транзисторе достигнет определенного значения, равного [Напряжение питания] + [Напряжение питания] * [Количество витков в первичной обмотке] / [Количество витков в размагничивающей обмотке]. После этого некоторое время оно держится на этом уровне. Происходит сброс энергии в цепь питания. Далее, по мере исчерпания накопленной энергии, напряжение снижается до напряжения питания.

Но не тут-то было. Реально напряжение на транзисторе при закрытии подскакивает выше расчетного, потом медленно убывает до расчетного. Причина тому — индуктивность связи (утечки, рассеивания) между первичной и размагничивающей обмотками. Так как магнитное поле индуктивности не может измениться моментально, то ток, проходящий через первичную обмотку, должен как бы перебраться в обмотку размагничивания (с учетом соотношения витков), а там уже постепенно затухать. В идеальном трансформаторе это происходит моментально, но в реальном для этого требуется время.

В маломощных схемах этот скачок практически незаметен. Почему? Причины две, и они друг друга дополняют. Первая — величина скачка зависит от силы тока. Чем больше сила тока в нагрузке, тем больше будет скачок. Вторая — индуктивность связи зависит от толщины обмоток и того, насколько плотно они прилегают друг к другу. Чем мощнее трансформатор, больше ток, на который он рассчитан, тем толще провод, тем больше индуктивность связи. Если для маленьких трансформаторов эта индуктивность ничтожно мала, то для силовых изделий может составлять 10% и более индуктивности первичной обмотки.

Вот и причины, по которым прямоходная, обратноходная и пушпульная топологии не применяются для мощных, силовых схем. Управлять большими токами невозможно совсем не потому, что это не позволяют делать сами силовые биполярные или полевые транзисторы, а потому, что этому мешает паразитная индуктивность нагрузки. Защита от перегрузки по току современных источников питания построена по принципу прерывания тока при превышении его силы выше определенных значений. Но взять и прервать слишком большой ток просто невозможно. Всплеск напряжения на силовом ключе выведет его из строя.

Способы борьбы с самоиндукцией, индуктивным скачком напряжения

• Правильное проектирование силового трансформатора
• Использование демпфирующих цепей, в том числе с нулевыми потерями .

• Проектирование и расчет силового импульсного трансформатора с учетом индуктивности утечки
• Проектирование и расчет цепей демпфирования, демпферов
• Демпфер без потерь. Применение, тонкости, расчет

Мостовая и полумостовая топологии не страдают от паразитных индуктивностей и самоиндукции

Почему мостовая и полумостовая топологии не подвержены проблеме пробоя силовых ключей? Ответ прост. В этих топологиях конструктивно невозможно возникновение напряжения выше напряжения питания на силовых ключах. Если напряжение на коллекторе (стоке) нижнего транзистора становится выше напряжения питания, то оно тут же отводится в цепи питания через шунтирующий диод верхнего транзистора. Если напряжение на эмиттере (истоке) верхнего транзистора становится меньше нуля, то оно тут же восстанавливается до нуля из цепей питания через шунтирующий диод нижнего транзистора. Такая защита не связана с индуктивностями и совершенно не инертна, работает моментально.

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Режим непрерывного / прерывного (прерывистого) тока через катушку инду.
Сравнение режимов непрерывного и прерывного тока. Онлайн расчет для повышающей, .

Пушпульный импульсный преобразователь напряжения. Выбор ключа — биполя.
Как сконструировать пуш-пульный импульсный источник питания. Как выбрать мощные .

Обратноходовый импульсный преобразователь напряжения. Силовой ключ — б.
Как сконструировать обратноходовый импульсный источник питания. Как выбрать мощн.