Схемите, възлите и устройствата на силовата електроника, към които се поставят все по-високи изисквания, се проектират значително по-ефикасно на базата на моделирането и анализа на електромагнитните процеси в тях.

Мощно средство в този смисъл са методите за компютърно проектиране и моделиране. Забелязващата се тенденция за все по-широко използване на изчислителната техника за проектиране на силови електронни устройства се обуславя от редицата предимства, които се постигат спрямо класическите методи:

1. Създава се възможност за приемане на решение още в етапа на проектирането на устройството въз основа на значително повишеното количество информация.

2. Устройството може да се изследва в широк обхват на изменение на влияещите фактори, дори и при трудно осъществими или опасни за реалната система комбинаций от параметри.

3. Може да се анализират и проектират сложни по структура и принцип на действие силови електронни усройства, за които класическите методи са неприложими или са основани на опростяващи допускания, съществено намаляващи точността.

4. Възможно е разработването на силови електронни устройства, оптимални по група показатели.

Моделиращите програми за схеми, възли и устройства на силовата електроника според сложността, възможностите и предназначението им се подразделят на следните видове:

1. Специализирани модели – основани са на някой опростяващи допускания и описват поведението на даден тип или клас устройства или установен режим, като предварително е известен принципът на работа и последователността на превключване на ключовите елементи.

2. Универсални модели – изобразяват всякакви режими на работа (преходни, установени, аварийни) на произволно по структура и параметри силово електронно устройство.

ПЪРВА ГЛАВА: Обзор на импулсните транзисторни преобразуватели с подобрени комутационни качества и методи за анализ

Обзор на импулсните транзисторни преобразуватели, подобрени комутационни качества и методи за анализ.

1. 1. Обзор на импулсните транзисторни преобразуватели

Импулсните преобразуватели на постоянно напрежение в постоянно изпълняват ролята на трансформатор за постоянно напрежение. В много литературни източници се наричат ds-ds конвертори.

Импулсните преобразуватели са основни блокове в импулсни стабили- затори, импулсни захранващи блокове, регулатори на постоянно напрежение и др.

Те се характеризират с:

- висок КПД поради ключовия характер на работа на регулиращия елемент;

- малка чувствителност към температурни изменения на околната среда;

- малки габарити и маса.

Недостатъци на импулсните стабилизатори са:

- импулсния режим на работа налага използването на входни и изходни филтри, което намалява динамиката на регулиране;

- по-нисък коефициент на стабилизация;

- внасят ради смущеня в ефира и импулсни замърсявания в захранващата мрежа.

1. 1. 1. Според принципа на действие:

Импулсните преобразуватели, според принципа си на дсйствие биват пражи и обратни. При пражите преобразуватели се предава енергия от захранващия източник към товара, когато е включен клю човият елемент, а при обратните преобразуватели, енергията се предава, когато е запушен (изключен) ключовият елемент.

1. 1. 2. Според управлението на ключовите елементи:

В зависимост от начина на управление на ключовият елемент импулсните преобразуватели са:

- резонансни;

- с ШИМ;

- резонансни-ШИМ;

- квазирезонансни.

Квазирезоннансните от своя страна са:

- с превключване в нулата на тока;

- с превключване в нулата на напрежението.

Резонансния принцип осигурява по-голям КПД и по-малки размери в сравнение с класическия ШИМ. При него почти са отстранени основните честотно зависими загуби в преобразувателите. Квазирезонансните ключови преобразуватели са още по-алтернативни, понеже при тях освен високото КПД имаме и минимално ниво на радиосмущенията.

1. 1. 3. В зависимост от конструктивния признак

В зависимост от конструктивния признак биват:

- с непосредствена връзка между преобразувателя и товара;

- с трансформаторна връзка между преобразувателя и товара.

Схемното решение с транформаторна връзка се използва когато са нужни повече от едно изходно напрежение или при необходимост от галваническо разделяне отделяне на товара от преобразувателя.

При импулсните преобразуватели с непосредствена връзка ключовия елемент ( често транзистор), преобразувапостоянното напрежение в правоъгълни импулси, на които може да се изменя продължителноста на импулса (tи), периода на повторение (Т) или и двете едновременно. След това чрез ниско честотен филтър се отделя постоянната съставка на импулсната поредица, което представлява из- дното напрежение (Фиг.1)</