Анализ процессов в электрических цепях с ключевыми элементами на основе компьютерных технологий

Описание схемы Дана схема рис.5−16(16 1 2 40):

Даные элементов схемы:

VD1 и VD2 — диоды

Rн — сопротивление нагрузки

Lдр — индуктивность дросселя Сф — емкость выходного фильтра С1 — ёмкость конденсатора, включаемого между зажимами источника питания Еп — ЭДС

VT1 — транзистор Данная схема является однотактным широтно-импульсным преобразователем (ШИП) постоянного напряжения (последовательный конвертор).

Схема замещения: транзисторы и диоды заменяем на ключи.

Схема примет вид:

Рассмотрим вариант схемы, когда VT1 остаётся открытым до и после коммутации.

Схема примет вид:

Задание 1

Рассчитаем вышеприведённую схему в пакете MATHcad на промежутке времени [t1,t2]:

Исходные данные:

E=k1*50 E=1*50 E=50в

Rн=kr*5 Rн=2*5 Rн=10 Ом

fт=kf*500 fт=32*500 fт=16 000

Lдр=0,3 125 Гн

Сф=0,001 Ф

Временная диаграмма сигнала управления транзистором в ШИП:

t1=0

t2=0,0003

t3=0,001

t4=0,0013

t5=0,002

t6=0,0023

T=0,001-период Кз=0,3

Расчёт:

Задание 2

Рассчитаем схему на промежутке времени [t2,t3]:

В момент времени t>0,0003 схема примет вид:

Расчёт:

3адание 3

Рассчитаем схему на промежутке времени [t3,t4]:

В момент времени t>0,001 схема примет вид:

Расчёт:

Задание 4

Рассчитаем схему на промежутке [t4,t5]:

В момент времени t>0,0013 схема примет вид:

Расчёт:

Ток быстро спадает, конденсатор начинает разряжаться и ток начинает бежать в другую сторону.

Посмотрим поведение схемы на промежутке времени [0,155;0,0023]. Схема на этом промежутке принимает вид:

Задание 5

Посмотрим поведение нашей схемы в виде диаграмм. Для этого воспользуемся программой для черчения, расчёта, симуляции и анализа любых схем аналоговой и цифровой электроники — Electronic WorkBench.

Для этого нарисуем свою схему и зададим для неё параметры: