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=16000

Lдр=0,0003125 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 (0,00155;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: