Научная статья на тему 'Исследование мощного стабилизатора напряжения с параллельным включением каналов'

Исследование мощного стабилизатора напряжения с параллельным включением каналов Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства»

CC BY
76
15
Поделиться

Аннотация научной статьи по общим и комплексным проблемам технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства, автор научной работы — Голованов М.В., Пристинский И.В., Мизрах Е.А.

Рассмотрены статические и динамические характеристики мощного непрерывного стабилизатора напряжения.

Похожие темы научных работ по общим и комплексным проблемам технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства , автор научной работы — Голованов М.В., Пристинский И.В., Мизрах Е.А.,

Текст научной работы на тему «Исследование мощного стабилизатора напряжения с параллельным включением каналов»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

УДК 621.311.69

М. В. Голованов, И. В. Пристинский Научный руководитель - Е. А. Мизрах Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ МОЩНОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ВКЛЮЧЕНИЕМ КАНАЛОВ

Рассмотрены статические и динамические характеристики мощного непрерывного стабилизатора напряжения.

Мощный стабилизатор напряжения (СН) составляет основу имитатора электрических характеристик системы электропитания космических аппаратов, предназначенного для испытаний электротехнических систем космических аппаратов [3].

К мощному СН предъявляются следующие требования:

1) диапазон регулирования выходного напряжения 80-120 В; 2) максимальный ток 80 А; 3) нестабильность выходного напряжения не более 0,5 В; 4) полоса пропускания не менее 100 КГц; 5) активная составляющая выходного импеданса не более 5 мОм; 6) индуктивная составляющая выходного импеданса не более 1 мкГн.

Повышение мощности СН можно обеспечить за счет параллельного включения:

а) усилителей мощности (УМ); б) усилителей напряжения (УН) с УМ; в) каналов стабилизации выходного напряжения.

Первый способ (а) самый простой по реализации, но нагружение усилителя напряжения большим коли-

чеством модулей УМ, обычно, приводит к значительному сужению полосы пропускания СН и перегрузке УН. Второй (б) и третий (в) способы требуют введения токовыравнивания и исследования с помощью имитационного моделирования.

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки, поэтому необходимо рассмотреть их по отдельности, сравнить полученные показатели качества, а также точность воспроизведения статических и динамических характеристик.

Для каждого способа была составлена Р^рюе модель СН, проведен динамический синтез, рассчитаны корректирующие устройства, обеспечивающие устойчивость и требуемые качества переходных процес-сов.[2] В качестве примера приведена Р-Брюе модель СН для первого способа (рис. 1).

Как видно из амплитудных частотных характеристик (рис. 2, а) полоса пропускания СН (юср = 103,712 КГц), из импедансных частотных характеристик (рис. 2, б) следует, что активная составляющая выходного импеданса составляет 0,16 мОм.

Рис. 1. Р-8р1ее модель мощного СН с параллельным включением УМ: ИОН - источник опорного напряжения; УС - усилитель сумматор; КУ - корректирующее устройство; ПУН - предусилитель напряжения; УН - усилитель напряжения; УМ - усилитель мощности; ДН - делитель напряжения; Н - нагрузка

Секция «Автоматика и электроника»

Рис. 2. Частотные характеристики СН с параллельным включением УМ

Рис. 3. Переходные процессы по напряжению и току на нагрузке СН

Из полученных переходных процессов видно, что в режиме максимальной мощности (100 В, 77 А) перерегулирование достаточно мало, что свидетельствует о правильности синтеза корректирующего устройства [1].

Сравнительный анализ свойств СН, построенных по данному способу со способами (б) и (в) показал: 1) способы (б) и (в) также обеспечивают выходное напряжение равное 100 В и ток на нагрузке равный 77 А; 2) при параллельном включении каналов стабилизации выходного напряжения активная составляющая импеданса уменьшается до 0,09 мОм, а полоса пропускания увеличивается (юср = 144,151 КГц); 3) в следствии разброса параметров элементов схем появляется разбаланс токов между каналами до 11 А,

что требует введения схем токовыравнивания, усложняющих СН.

Библиографические ссылки

1. Мизрах Е. А. Теория автоматического управления: Линейные непрерывные системы. учеб. пособие ; САА. Красноярск, 1995.

2. Топчеев Ю. И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования.

3. Додик С. Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения с непрерывным регулированием. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Сов. Радио, 1980. 344 с., ил.

© Голованов М. В., Пристинский И. В., 2014