Исследование максимальных значений напряжений в инвертирующих преобразователях постоянного напряжения с граничным режимом функционирования

Abstract

Получены расчетные соотношения для определения влияния коэффициента трансформации дросселя на максимальные напряжения на силовых коммутирующих элементах импульсных преобразователей постоянного напряжения инвертирующего типа с граничным режимом функционирования. Проведено исследование влияния автотрансформаторного включения дросселя на величину максимальных значений напряжений на ключах накопления и возврата в силовой части импульсных инвертирующих преобразователей. Показано, что путем выбора коэффициента трансформации дросселя можно перераспределить величину максимальных значений напряжения на силовых коммутирующих элементах и тем самым увеличить коэффициент полезного действия преобразователя за счет уменьшения величины динамических потерь при преобразовании в граничном режиме. Выявлены особенности влияния соотношения напряжения на входе и выходе преобразователя на величину оптимального значения коэффициента трансформации дросселя.

Отримано розрахункові співвідношення для визначення впливу коефіцієнта трансформації дроселя на максимальні напруги на силових комутувальних елементах імпульсних перетворювачів постійної напруги інвертувального типу із граничним режимом функціонування. Проведено дослідження впливу автотрансформаторного включення дроселя на величину максимальних значень напруг на ключах накопичення та повернення у силовій частині імпульсних інвертуальних перетворювачів. Показано, що шляхом вибору коефіцієнта трансформації дроселя можна перерозподілити величину максимальних значень напруги на силових комутувальних елементах і тим самим збільшити коефіцієнт корисної дії перетворювача за рахунок зменшення величини динамічних втрат при перетворенні в граничному режимі. Виявлено особливості впливу співвідношення напруги на вході і виході перетворювача на величину оптимального значення коефіцієнта трансформації дроселя.

In the article the formulas for calculation maximum voltage of the power switches of the inverting back-boost DC-DC converters with boundary mode operation were obtained. Based on these formulas, the researches maximum voltage of the power switches from turns ratio of the power inductor were made. It is shown that by choosing the turn ratio of the power inductor it is possible to redistribute the maximum voltage values on the power switching elements and thereby increase the efficiency of the converter due to the decrease in the value of dynamic losses during conversion in the boundary mode. The features of the influence of the ratio of the converter input and output voltages on the value of the optimum power inductor turn ratio are revealed.