Силовая электроника

Данная статья представляет собой большой обзор класса преобразователей постоянного напряжения, работающих по принципу дозированной передачи энергии. Мы подробно разберем, почему классические «жесткие» источники питания не подходят для многих технологических задач, как работает колебательный контур в роли дозатора энергии, и почему схемы на однооперационных тиристорах остаются актуальными в силовой электронике высоких энергий. 1. Введение: Эволюция управления … Читать далее

В современной силовой электронике преобразователи электрической энергии играют ключевую роль в управлении потоками мощности. Если простейшие импульсные регуляторы (чопперы) способны передавать энергию только в одном направлении (от источника к нагрузке), то более сложные системы требуют гибкости — способности не только ускорять исполнительные механизмы, но и тормозить их, возвращая энергию обратно в сеть. Многоквадрантный преобразователь постоянного … Читать далее

Двухтактные преобразователи (Push-Pull converters) — это класс импульсных источников питания, в которых энергия передается от первичного источника в нагрузку в течение обоих полупериодов работы трансформатора. Это ключевое отличие от однотактных схем (обратноходовой, прямоходовой преобразователь), позволяющее достигать мощностей от 1 кВт до десятков мегаватт с высоким КПД и эффективным использованием магнитного сердечника. История преобразования постоянного напряжения … Читать далее

Однотактный преобразователь напряжения с гальванической развязкой (Single-Ended Isolated DC-DC Converter) — это импульсное устройство преобразования электрической энергии, в котором передача энергии от первичного источника в нагрузку осуществляется через индуктивный элемент (трансформатор или многообмоточный дроссель) при униполярном (однополярном) протекании тока через первичную обмотку. Ключевой особенностью данной топологии является использование одного силового ключа (как правило, высоковольтного полевого … Читать далее

Преобразователь Чука (Ćuk converter) — это уникальный вид импульсного стабилизатора напряжения постоянного тока (DC-DC), способный как понижать, так и повышать входное напряжение, при этом инвертируя его полярность. Главной отличительной чертой этой топологии является использование конденсатора в качестве основного элемента переноса энергии от входа к выходу, в то время как большинство классических схем (понижения, повышения) опираются … Читать далее

Инвертирующий импульсный регулятор напряжения (в англоязычной литературе известный как Buck-Boost Converter или Inverting Regulator) — это тип импульсного преобразователя постоянного напряжения (DC-DC), который выполняет две ключевые функции: изменяет уровень выходного напряжения относительно входного (может как повышать, так и понижать его) и, что наиболее важно, инвертирует его полярность. Если на входе подан «плюс», на выходе относительно … Читать далее

Повышающий импульсный преобразователь (в англоязычной литературе — Boost Converter или Step-Up Converter), также классифицируемый в отечественной теории как регулятор напряжения 2-го рода, представляет собой фундаментальную схему силовой электроники. Это устройство, которое преобразует постоянное входное напряжение одного уровня в более высокое постоянное выходное напряжение при сохранении (за вычетом потерь) энергетического баланса. Историческая справка: Развитие импульсных преобразователей … Читать далее

Понижающий преобразователь постоянного напряжения (в англоязычной литературе — Buck Converter или Step-down Chopper) — это устройство, являющееся регулятором напряжения 1-го рода, преобразует входное постоянное напряжение высокого уровня в выходное стабилизированное напряжение более низкого уровня с высоким КПД. Историческая справка: Развитие импульсных преобразователей началось в 1960-х годах с появлением доступных мощных полупроводниковых ключей. Если линейные стабилизаторы … Читать далее

Автономный инвертор напряжения (АИН) — это фундаментальный узел современной силовой электроники, устройство, выполняющее обратное преобразование энергии: из постоянного тока (DC) в переменный (AC). В отличие от инверторов тока, АИН питается от источника с жесткой внешней характеристикой — источника напряжения (например, аккумуляторной батареи или выпрямителя с мощным емкостным фильтром). Аналогия: Представьте, что источник постоянного напряжения — … Читать далее

Преобразование параметров электрической энергии — это основа современной электроники. Любое электронное устройство, от карманного калькулятора до бортового компьютера истребителя, требует питания определенного качества. В данной статье мы детально разберем класс устройств, называемых стабилизаторами непрерывного действия (или линейными стабилизаторами), которые исторически стали первыми и до сих пор остаются эталоном качества выходного напряжения, несмотря на развитие импульсной … Читать далее