2. Cuprins:
1. Introducere si clasificare
2. Modelul retelei cu comutatoare controlate
3. Modelul retelei de redresare si a retelei filtru
capacitiv
4. Modelul retelei rezonante
5. Solutia convertorului rezonant modelat prin
functii de transfer
6. Concluzii
3. 1.Introducere si clasificare
• Convertoarele rezonante contin retele rezonante
L-C ale caror tensiuni si curenti variaza
sinusoidal in timpul unui sau mai multor
intervale de comutatie.
• Clasificare dupa tipul convertorului: c.c.-c.c, c.c-
c.a(invertor).
• Clasificare dupa modul de control:cu frecventa
fixa de comutatie, frecventa variabila de
comutatie.
• Clasificare dupa tipul retelei
rezonante:serie,paralel,CLL,LLC.
7. Avantajele si dezavantajele conversiei rezonante a
puterii electrice
pierderi in comutatie scazute, prin mecanismele
de comutatie la curent si tensiune
zero:ZCS,ZVS.
Eliminiarea surselor interferentelor
electromagnetice(EMI).
Capacitatea de functionare la frecvente mari de
comutatie - reducerea dimensiunii
componentelor magnetice.
Dificulatea obtinerii unei eficiente ridicate pentru
o gama larga de sarcini si de tensiuni de intrare.
Amplitudine mai mare a formelor de unda decat
in cazul convertoarelor PWM.
10. Reglarea tensiunii de iesire a convertorului
Frecventa de comutatie
Frecventa de rezonanta a retelei rezonante
Prin modificarea frecventei de comutatie mai
aproape sau mai departe de frecventa de
rezonanta , se pot controla amplitudinile tensiunii
si curentului de sarcina.
sf
0f
11. Analiza sinusoidala
• Presupunem ca spectrele
de frecventa al tensiunii si
curentului de la iesirea si
intrarea retelei rezonante
contin doar componenta
fundamentala a frecventei
de comutatie.
12. 2.Modelul retelei cu comutatoare controlate
Reteaua de comutatoare controlate este comandata pentru a
produce o tensiune dreptunghiulara de frecventa / 2s sf
Aceasta tensiune dreptunghiulara
poate fi dezvolata in serie Fourier dupa cum urmeaza:
1,3,5,...
4 1
sinD
s s
n
V
v t n t
n
1 1
4
sin sing
s s s s
V
v t w t V t
13. Modelarea portului de intrare in reteaua de
comutatoare
Pentru aceasta este necesara calcularea
componentei continue a curentului de intrare
in reteaua de comutatoare
DI
Di t
1 sins s s si t I t
14. Circuitul echivalent pentru reteaua de comutatoare
• Componenta continua, sau valoarea medie a
curentului de intrare,
poate fi calculata prin integrarea pe o jumatate
din perioada de comutatie:
2 2
1 1
0 0
2 2 2
sin cos
s s
s
T T
D D s s s s sT
s s
i t i d I d I
T T
15. Analiza sinusoidala
• puterea continua furnizata de sursa de tensiune este convertita
intr-o tensiune alternativa la iesire.
• Daca componetele armonice ale sunt neglijabile, tensiunea de
iesire din retea poate fi reprezentata prin componenta sa
fundamentala:
1 1
4
sin sinD
s s s s
V
v t w t V t
16. 3.Modelul retelei de redresare si al retelei cu filtru
capacitiv
• In cazul convertorului
rezonant dc-dc serie, prin
puntea de diode de la iesire
va circula un curent
sinusoidal Ri t
• La iesirea puntii este plasat un condensator de valoare
mare
• Tensiunea de iesire va contine armonici neglijabile ale
frecventei de comutatie
• Putem face aproximarea de riplu mic:
FC
,Ov t V I t I
17. • Tensiunea de intrare in
punte este o tensiune
dreptunghiulara.
• Tensiunea de intrare in
punte este dezvoltata in
serie Fourrier
Rv t
1,3,5,...
4 1
sinO
R s R
n
V
v t n t
n
Modelul retelei de redresare si al retelei cu filtru
capacitiv
18. Aceasta tensiune este furnizata pe portul de iesire din
reteaua rezonanta.
Daca reteaua rezonanta raspunde doar la componenta
fundamentala atunci tensiunea de intrare in puntea de
diode este aproximata prin componenta sa fundamentala:
sf
1 1
4
sin sinO
R s R R s R
V
v t t V t
• Componenta fundamentala
are o amplitudine de
ori mai mare decat tensiunea
continua de iesire .
4
Modelul retelei de redresare si al retelei cu filtru
capacitiv
OV
19. Circuitul echivalent al puntii redresoare
• Curentul de iesire redresat este filtrat de
condensatorul .Deoarece prin condensator nu poate
trece curent continuu, componenta continua a lui
este egala cu valoarea curentului de sarcina in regim
stationar:
Ri t
FC
Ri t
2
1 1
0
2 2
sin
sT
R s R R
s
I I t dt I
T
• In concluzie, curentul de sarcina si curentul de iesire
din iesirea filtrului sunt direct proportionali in regim
stationar.
20. Circuitul echivalent al puntii redresoare
1 1
4
sin sinO
R s R R s R
V
v t t V t
• Componentele fundamentale
ale tensiunii si curentului
sunt in faza;puntea
redresoare prezinta o sarcina
efectiva rezsitiva
1
2
1
8R O
e
R
v t V
R
i t I
21.
1
2
1
8R O
e
R
v t V
R
i t I
2
8
0.8106eR R R
Circuitul echivalent al puntii redresoare
22. 4. Modelul retelei rezonante
• In paragrafele anterioare am stabilit ca
efectele componentelor armonice pot fi
neglijate
• reteaua de comutatoare poate fi modelata ca o
sursa de tensiune cu o componenta
fundamentala
• puntea redresoare poate fi modelata prin
folosirea unei resitente efective de valoare
• In continuare putem analiza reteaua rezonanta
folosind o analiza liniara standard.
1sv t
eR
23. Modelul retelei rezonante
1
1
R
s
v s
H s
v s
1
1
R
s j
s
V
H s
V
1
1
R
R s
e e
v s H s
i s v s
R R
1 1
ss j
R s
e
H s
I V
R
24. 5.Solutia convertorului rezonant
2 1 4
s
O
s j
D e
V
M R H s
V R
11 1
1 1 1
2 1 4
, , , ,
s
O sR R
s j
R e R s D
V VI I V
R H s
I I R V V V
25. s
O
s j
D
V
H s
V
• raportul de conversie al convertoului rezonant este egal
cu functia de transfer a retelei rezonante evaluata la
frecventa de comutatie
26. 6. Concluzii
Control cu frecventa variabila de comutatie
Se analizeaza prin aproximare sinusoidala
Raportul de conversie al convertorului este egal cu
valoarea functiei de transfer a retelei rezonante
evaluate la frecventa de comutatie
