автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.12, диссертация на тему:Помехоподавляющие средства полупроводниковых преобразователей электрической энергии

удк 621. üh.58:621.391.82:621.372.54

Ш'ОТИЗАВАДШ ЗАСОБИ НАПШ1РОВТДНИКОВИХ ПЕНЕгВОРЮВАЧТВ ЕЛЕКТРИЧ1Ю1 ЕННРГН

спец]аль|1илъ оь.оэлй - Hani пировал никои i перетворюва'и елеггроенергП

а в т о р е ф е р а г

диоертащ ï на здобуття вченого ступеня кандидата техи:чних наук

Killt) WO i

Лисертащя е рукопнсом.

Робота виконана В КШвському пол1техн1чному 1нститут1.

Науковий кер1вник - кандидат техшчних наук,

професог Л1л1нський в.В.

Науковий консультант - кандидат техшчких наук,

доцент РИ61Н 0.1.

0ФШ1ИН1 опоненти: ноктор техшчних наук,

с.н.с. юрченко м.м.

, кандидат техШчних наук

Марченко М.Б.

Пров1дна орган1защя - НПО "Електронмалг, И.КИ1В

захист дисертаци в1дбудеться юд4 р.

о Ц£_ год.04 хв. на зас1Данн1 С(|ец1ал1зовано1 Ради К Оба.14.05 При кшвеькому пол!техн1чному 1 петитут1 за адресою: м. КИ1В, просп. Перемоги, 37, корпус 20, ауц.З.

3 дисертацхею можна оэнаИомцтись в наукоШИ б1бл1отец1 Китського поЛ1техн1чног'о 1нституту.

В1дгук на автореферат у двох прим1рнш:ах, аав1рений печаткою, просимо над!слати за адресов:

2БЙ050 М. КИ1В-БВ, просп. Перемоги, 37, (СП", Вченому секретарю. Автореферат роз!слано " Шо-^Т&Я 1994 р.

вменив секретар Спец1ал1зовано1 Ради канд. техн. наук, професор

Б.М.Кондра

заглльпл характеристика роботи

Актуален icri> теми

Застосувшшя в системах енергозабезпечення радюелект-ронно! апаратури специального та эагального призначення клю-чових перетворювалышх пристро!в дозволяв сугтеио niдвищити IX пито«1. шеогабаритн: показники та ККД. Проте в процес! робота таких пристрокв виникають електромапитн! завали, pi-вень яких без застосування спещальних засоб1в значно пере-вищуе допустимий м!жНародними та нацЮнальниш регламентую-чими документами.

особливу увагу треба прид1ляти кондуктивнии завадам, бо вони розповсюджуються на велик1 вгдетан! по проводах та "зе!Ш", випром!нюються сполучИимИ та заземляючими проводами. Дотршання пимог щодо р1вня кондуктивних эавад е приоритетным зг1ДНо 1з стандартом MRк 47G-3.

Вимогам електромагншга! сушсност! (ЕЫС) часто не при-д!ляеться палеток уваги в процес! проекгування перетворюва-Ч1в, розробка водеться т1лыси з урахуианням виыог а екерге-тичних та масогабаритних гюказни!с1в, BaprocTi, нестаб!льнос-Ti тоща. Це призводить до того, що розв'язанпям питаиь за-беспечення кис доводиться займатися в процес! тдетроювання абс експлуатацП, що значно дорожчз, а арсенал монливих за-coGin значно менший, Hi не па початкових етапах проектування. Тому протизавадш кола (ГШ) сл!д розробляти .с;п1льно а пе-•ретверювалывш' пристроен як його складову частину.

Питания кме.радюелектронних аасоб1в та перетворюваль-них пристроив з мережею кивлення розгляиут1 в працях М.Д.ва-Лна, е. Т.Гольдштейна, а.л.Князева, м.с.Комарова, С.а.Люто-ва, ж. а,Мкртчяна, Б.в.Петрова, В.В.ПШнського, ВЛ.Сенько-ва, JI.C.TyplHa, А.К.Шидловського, В.JI.Широкова та 1Н., а такой П.Вацул1ково!, Е.гнатека, Р.Кауделла, М.Нейва, Г.Отта, Д.Уайта, К.Харади та хн.. проте актуальнХсть проведения до-даткозих досл1Джеш. залишаоться ьнсокою. це обновлено к!ль-кома обставшими. Низка питаиь у галуз! ,цосл!дження t роз-робки протизавадних засоб1в не розв'язаиа. Зокрема, практично ¡;с яосл1 диена ефективШст'ь иротизавадно'С ПЗК, вста-новлених у силових каскадах пяретпорювач1.в 1 стаб1Л1затор1в ключевого типу (внугр1шн!х ПЗК), недостатньо глибрко та

- г -

докладно проанал1эована зэлежн1сть вношуваного загасання протизападних $1льтр1в (ПЗФ) в1д параметра кола електрокив-лешш. Ускладнення олектромагштноХ обстановки в е$!р! та електричних мережах робить б1льш суворими норми допустимих радЮзавад та потрееус зб1льшения с.фсктиниосП нротизавадних засоб1в, а Ух неквал1ф1ковале застосування можо привести до Шдвищення р!вня запад в1д пркстро1в електроживлення.

метоп диссртащиноу роботи е досл1дження та розробка протизападних к1л перотворкиалышх пристроУв, побудованих на основ1 транзисторных 1нвертор!В та стабШзатор1в наируги ключового типу.

0£?1овн 1;1гюл1дксыня

£. Визначення частотних д1алазон1в, у яких ефективн! внутр1шн1 гкпс та пзф.

2. Розробка методики анал1эу еФоктиеност! ниутршнжх ПЗК та вногпувакого загасання ПЗФ у. р1зям>; ум о па к Тх викорис-тання.

3.. Розробка рекомсндащи по застосуванню внутрипних изк та ПЗФ для зменшення завад у р1зних частотних д!апазонах.

Л. Розробка засоб!в покращвння масогабар1тних показ-ник1в ПЗФ.

Метрди досл!даень. У робот1 використовуеться апарат ге-орП к1л (л1н1й11их та лШИно-параиетричкйх), що включав матричШ кетоди лИМйио!' алгебри, перстеорення Фурье та Лапласа. 0сиовн1 теорзтичШ результат« роботи п!дтвердяен1 мо-делюванням на ППОМ, а також 1юр1виянням розрр.хуикових та експериментальних даних.

Наукова новизна отриианих у робот1 результат!в полягас у нижченаведених положениях.

I. Розроблено методику ан&л1зу ефо;стивност1 протизавад-ноТ д!I ПЗК. Ефектившсть ПЗК запроионоЕано анал1эувати на засадах залежлост1 спектральних екгладових ело.;ент1в матриц! розв'язкю в!д параметра слеменПв екв!валентгок схем к]л електроживлення.

й. Обгрунтовано кожлнвють вккористання метода компен-сацп для анал!зу ефективяоет! ПЗК транзиоторних 1иэертор1в та стаб1л1затор1в напруги кяочового типу, що дозволяе 1стот-но с.простити анал!з.

3. отримано анал!тнчн! вираз» для розрахунку ефектиа-

ноет! Бнутр1шШх пзк .j урахуиашшм основних та паразатких параыетр1в елемеит1в кола електроашвлення.

4. Розробдено ыодел! перетворювалышх пристро!в як джерел олсктроиагн1тпих запад для анал1зу та роирахунку ПЗФ. йссперииенталыю стркишю чистота i эалездюст! 1ыпеданс1в ne-ретворювальних npiiCTpoïa, що дозволило обгрунтувати представления перетворювалышх пристроТн на екв^валентних схемах К1л електроживленпя як джерел напрут и внутрлашм опором у вигляд! паралельних або посл]довни>: ixïi - ¡elл.

5. отриыано анал1тичн1 вирази для розрахунку вношувано-го загасання пзш, побудоваиих за ршшми електричншш схеиа-ми, що враховують особливост! застосування перетворювалышх npiicrpoïB, частотозалежн! опори перетворавальних пристроив як джерел завад та мерея1 (екв1валента мереж!) як рецептора завад.

6. Розроблено рекоыендатi з синтезу ПЗФ, ефективних у широкому частотному д!апазон1.

7. Запропоковано захищении авторсысиц св1доцтвоы ПЗЗ crpi4ici!Bo-cnipajbHoï конструктï. .

В. запрононовано тлях покрзщання масогабаритних показ-НКК1В ПЗФ, який полягае у знятт1 обмежень з1 значень екшос-тей песимегричних конденсатор}в ПЗФ -без порушеиня виыог техники безпеки. Запролшговаш та описан j тех»! ч:И рццення протизаиадних пристрш'в.

Новизна отриманих результата шдтвердкуетьел публиса-UiíiMU та авторськими св1доцтвами.

Практична щншеть результатов роботи

I- Розроблена методика анал1зу ефективност! протизавад-iioï дп внутрших ПЗК i'll3$ та рекомендацп no ïx заотосу-ванпю дозволять пропадитн розробку ПЗК як складово! частини иерстворювального пристрою (на стадп його проектування), що дозволяе знизити витрати на проектування. Методика аналхзу ПЗК доведена до инженерного р1в.чя.

2. Отрииаш аналИ'ичт вирази дозволять розрахутати загасання, вяошувано пнутршиш пак та ПЗФ У реалышх уыо-вах застосуваиня перетворвоальинх пристро!в (за р!аних параметр < в кола елетронпшлоння m його &лешзнт1в), що эеда до Шдвкщення с'фектишюст) ПЗК у конкретному випадку аасгосУ"-ВШ1НЯ ПЗК.

- ц -

3. Розроблений $1льтр стр1чково-сп1рально! конструкт I дозволяв плавно змИпувати екстремуми частотних залежностей вношуваного загасання гш.

4. Роэроблено ун1ф1кований ряд ИЗФ, як! за як1сними характеристиками та масогабаритними покаэниками не поступаюгь-оя Ф1лырам Ф1рм Slerens, Schaffner та IH..

Роал1за»1я результат! в роботи

Результата роботн впроваджен1 на досл1дному виробництв1 НД1 1м. Ыану1льського ш.КиКв), НД1 радютсхтчно! апаратури (М.Москва), Иауково-досл1дному к1нофсто1нститут1 (НЛКФ1) (м.Москва), завод! м\Ш\ <;м. Самарканд). Винах 1д по авторсь-кому св!доцтву ff 961259 упроваджений на НД1 1м.Ману1льського та для електроживлення апаратури-, встановлено! для проведения бЮлоНчних експериментт на косм1чних кораблях "Кос-«ос-&Зби та "Космос-1189".

Акти рро упровадження наведено у додатку до дисертвдп.

Апробац1я роботи

Основыi положения дисертацшш робота допов1дались та обговорювались на 47 симпоз1умах, конферешцях та сем!карах, в тому числ1, на б «Икнародних та 13 всесоюзних. .Три роботи удостоен1' грамот та прем!И На республ1канських конкурсах.

Матер1али дисертацЛ опубликован! в Б9 друкованих роботах та TI8 науково-техтчних эв!тах.

Структура та обсяг роботи . ■ '

' Яисертац1йна робота складаеться 1з вступу, чотирьох радаШв та Шдсумку, викладених на Ив стор!нках основного' друковадего тексту, 1люстрованого 63 рисунками га 0 таблицей, списку л!тератури з 1-53 -кайменувань та 3 додать!в.

ЗМ1СГ РОБОТИ

У в с т у п 1 обгрунтована актуальШсть теми дисерта-Ц1Х, сформульован! мета рсеоти та основш положения, що ви- ' носиться на захист.

В первому розд1л1 роэглинут! причини виникнення - кондуктивних завад. В1дзнапено, що р1вснь завад, як1 генеру-»гься клюновиии перетворювальними пристроями, без застосу-

вання протизавадних оасобШ перевищуе р!вень, встановлений регламентувчтги документами.

Найб1льш ефеггивник засобом зншнення заиад в1д перетво-рювалышх, пристрою е »становления пзк - у вуэлах силовнх частин та на електроыереюшкгу вход1 иеретворшач!в. В першу чергу доЩльно застосовувати внутр)пш1 пзк, тому що бош зннжують завади в м1сщ и: утворення, шыивають на процеси, 1до призводять до ьиникнення еавад. 1х встановлення дозволяе спростити схему ! конструкт» алектромережного п35. наведено каноничн! схеми пзф, ешисних та 1ндуктивних внутр!тн!х пзк, запропоновано иляхи IX розвитку.

Виб1р внутр!шн!х пзк та синтез ПЭФ провадяться на основ! результата ана.ИзУ 1'х ефективност!. Тоиу в дисер-тацший робот! нрид1ляеться у вага теоретичному та експери-дентальноиу анал1зу влцктиытст! протизавадно? д 11 ПЗК.

Сбгрунтовано аастосувания иатеыатичного апарату та зал-ропоновано методику анал1эу ефективност! ГШ та внутр!шн1х ПЗК, и:о вклвчао так! основн! положения.

1. Лнал1з пропадитьси в кол! елоктрошшлення "еле:стрич-на мерека (екв!валент мерея1 ЕЮ - перетворввальнип пристр1й - споживач енергП".

2. особливю'то анал1зу е врахуваиня конструктивного ви-конання перетворювальких приетро1в та особливсстей !'Л васто-сунання (параметр!в мерея!/Ш та споаияач1э енерг11, характеру взаемного розташувалнл Функцюиадышх вузл^в' нератворю-вач1в, ыереж!/нн га сножача, типу зазеилвннй яеретворювача та споадвача, параметр!в сполучт'.х та зазеыляичих проводШ.

3.. ЕФектшисть ПЗК запроноНовоно анад1зупати 1з засто-суванням отдел!, в!дпов!дно* до яШйно-параметричшга к1л. В процес! анал!зу провалиться л!неаризац1я кола в Интервалах часу, обумовлених законами зыши опор!в елемеят1в перетсорю-вача, цо переаикаються (транзистор!в та д1од!в). Когашцу Штерналу в1дпов!да»ть екв!валентна схема та иатеиатична• модель кола електрожиплення.

4. Показана иоилишеть використання для анал!зу с^ек-тивпос'п пзк транзисторних !!тертор1в та етабШватор1в нал-руги метода компенсаци (п биыи суворини одаоггаш до вжву-ваного загасання), що дозволяо 1стотно спростити анал1з.

б. Анал!з ефеетивност! пзк люовадиться у частдтнт об-

- б -

ласт1. Лнал1зуються: частота! залежност! внощуваного зага-сання ПЗФ, спектральн1 складов1 (ЛЧХ) елемент!в матриць розв'язк!в (складених для л)н1йних схем, то в!дпов1дають кожному з 1нтервал1в лшеаризацИ), частота! залежност! модул! в кооф1ц!ентХв передач! струму в!д силових транзистор!в (СТ) та випрямних ни.;окочастотних дюдш (ВД) перетворювач!в до регламентеваних опор1 в ЕМ. Особлива увага прид!ляеться анализу екстремумШ указаних частотних залежностей.

В дисертац!йн!й робот! як приклад, що 1люструе методику анал!зу ефективност1 пзк, розгляпуто анал!э силового кола однотактног'о яворотнього перетворювача нанруги. Доц!льн!сть вибору перетворювача вказаного тину обумовлена широким роз-повоодженням однотактних перетворювачт ! простотою !люст-рацл розроблено! методики.

Д Р у г и й та т р е т ! й роздии приСвячен! в!д-11ов1дно теоретичное та експершептальному анал!зу ефектив-н0ст1 внутр!шн1х ПЗК и ГШ.

Наведено екшвалентн! схеми та математичш модел! для анал!эу ефективност! инутршшх ИЗК по змеигаенню Иесиметрич-них та загальних несиметричних завад (зменгаеиню них завад розробники перетворювалышх пристроП) новинн! прид!ляти ос • иовну у вагу).

Проведений э застосувянням них моделей анал!з залежност! ЛЧХ елемент!в матриць розв'язк1в, що в!дпов1да*)ть кожному з !нторвал1а л1неаризацН, )1д параметра к!л електро-живлення 1 частотних залеяностей модул!в коеф1ц1ент1в передач! струму в!д СТ 1 ВД перотворювач1в до регламентованих опор!в ЕМ при встаиовлеин! р1зних ГШ, а такой експеримен-тальний анал1з внутр1гон1х пзк показали:

- р!вень завад у значнШ М1р1 обумойлений процесами роз-микания транзисгор1в та д!од1В( для еФективнох боротьби э завадами необх!дно послаблюватя запади, обумовл&н! переми-каниям обох алеиснтЮ; .

- встаиойГення еын!сних к1л наралольно Й та ВД веде до ааеншення завад, яК1 пиникають при IX розмикпнн!)

- всталавЛення УИЛ-кода тхШдовно з сг веде до послабления эмад, вр виннкають при замиканн1 СТ;

- дЮди УШС-к!л, що часто Шдмикають паралельно силовим

транзисторам перетворювач! р, наприклад, для зменшення потук-1юст1, розс1юваноГ на них, с:ам1 е даерелами запад;

- ефективним засобом послабления завад е встановлення конденсатор1в емШстю порядка десятая н&иофарад и1и колами порпинноу та вторинно* обмоток високочастотних трансформатор! в перстворювачт. а також високочастотних дросел!в на виход! перетворшач]В;

- частоту! залежност! косф1ц1ент!в передач! запад при нстановленн! внутршмх пзк характеризуются явно вкракеними екстремумами-максимум, при зб!лыиенн! емностап конденсаторов, встановлених паралсдыю ■ транзисторам та дюдам, Шд-йом частотно! залешюст! загасання запад зм1щуеться до облает! б!ЛЬШ ннзьких частот;

- частота екстрецум! в-максимум частотних залешюстей ко-ефщ!ент1в передач! завад. В1Д 13Д до ЕЯ обуиовгенЬ при Шдсутностч из® - !ндуктивн!стю розспосаиня та мшэсиотковоа емшетю трансформатора, а також паразиткою емн1сто Ы1ж корпусами ВД 1'перетнорювача та !ндуктивн!етю заземляючого проводу пе1)етворювача, при вегановленн! ПЗФ - емшетю конденсатора 1Ш, 1ндуктивн1сти заземляючого проводу Ф1льтра, шжоб-мотковсю ешютю та тдуктившетю розсповашш трансформатора, !ндук'гивн1стю та паразитном емшетю дроселя П3$, 1ндук-тивностями заземляючих провод1Ь Ф1лыра та споетвача (аналог! члий анал!з проведений'стосовно СТ).

Результат« аналззу ефективносп внутр1иш!х- ПЗК та пе-ретворювальних' пристрогв як джерел эавад дозволяють обгрун-тувати шадоги до вношуваного загасання (Ш, одерасатн дан! для побудування моделей к! л електрокивлення, 1ншу !н$ор-у.ац№, необх!дну для анализу та синтезу ПЗФ.

Ыодсл!, щп застосован! для аналзу пзш, дозволяють аналгзувати вношутане загасання ршшх ГШ а урахуванняи опор!и дшрел та рецентор1в запад, параметр!в сполучних та заземлиючих пронодш.

шевши.ентна схема кола електрокинлення з 1Ш для аиал5зу зменшення несиы'лричних завад показана на рис. I. Иоретворювач представлений у вигллд! джерела напруги Ез л внутр1шн!м опором 21, рецептор завад (електрична мерека або С1св!валопт морен!) позначения опором 7,р. рнутр!шя1 опори пе~. ретворювальних пристро1'в 7Л на основ! результат!в виы!рш у

д1апазон1 частот, що захищаеться, запропоновано представлятй у вигляд1 поел1довного або паралельного LCR-контура. Частот-ним залежностям опор!в екв1волеит!в мереж! (рецептор1в за гид Zp), представлении у ГОСТ II00I, в1дпов1дае паралелъне спо-лучения активного опору та послГдовнаго LR-кола. в елеыентах Zr-Ze враховуються параметр« сполучймх та зазейлгочик пройо-д1в» Zux, 7,1_и та Zci, Zcb - в!дпов1дно екв!валент1!1 опори дросел!в 1 конденсатор в пз$.

одержано аналпичн! вирази для розрахунку вношуваного загаааиня р1зних П35, побудовачих на иизькочастотних елементах (базових ПЭФ). 3 Кх застосуванняи розраховаш та проа-нал!эоЕан1)

1) загасання (з кол! з реглалтнтовйними гост I3C6I опорами дкерел Z1 та рецептор1 я Zp завад (залезаюст! загасання ка лиги 1 и частот! дшпазоиу, що захнщаёться, 150 кГц в!д 1идуктивместей Li> дросел!в та скноСтей конденсатор!в, a такса в1д значень Я! та Ru)j

Я) загасання при р1зш:х З1!аченнях 7.1 та Zp (частот»! залоотост! загасання при. pi-них параметрах екпЮалектних схем дяерел та рецептор1в 'запад у всьому д1апазрн1 частот, що захищаеться).

Частот«! залежност! виомуеаного запасания ГШ характе-ризуиггься екстреыумаш-мшмум (провалля) та ыаксодуи, / во сбукоплен! 'параметрами як ГШ. так t иших олеьмптт кола елвктрогшвлешя. Виявлено елементи к1л елсктрожвлення, що обуиоплвять вииикмеиня екстрсмук!п. ця Шфоркатя пеобхщна розробиику для усунення проваль, наприклад, шляхом сум1щешя частот erccrpeMyioiB-KiKlMja^ra екстремуШв-магссикуи.

для обгрунтованого вкбору 1135, розробюз рекоыаидаиш з Хх зжтосутннл проведено анал!з частом; ексгршума-к 1н!мум у нижн1й частит дШтазону, що зах!Э(£ц?гься, при застосуванн1 Т-под1бних базових ГШ Ш1н.т, що визначае частоту зр1зу ПЗФ, , зокрема, проанал1зована залегтеть Ц1е1 частоти в1д зиачень 1ндуктив!.юстей 1ф1, Ы2 та емкостей Сф ПЗЭ, а та кож' 1ндукткшюстей i скностей, як! моделюють onip Z1 (L1 та Ci).

При zi та Zp чисто активних опорах (R1 та Rp), коли £м!н.т менте зиачень власних екстремум!в дросел!в та конденсатора пзш, значения Ц1е1 частота кожна оцишти за формулою! •

ГмШ.Т ^ 1/2 ТТ Г СГ^ф! ^ Ьф2 + С$-Й1 .Пр)/(Ш;Ш'Сф) 1

На рис.Й наведен! залегност1 частоти См1н.т в1д эначень тдуктипностей■ дросамв пда (при Ух рттоото при р!знкх значениях емносте» с<} кондонсаторш (рис. 2,а: крива I - при 05 = 47оо п<з, крипа г - при сф - юооо пзз, крива з - при о$ = 30000 ПФ; 21 - П1 60 ом, 7.р = Пр - 60 ом) та при рХзиих опорах джорела запад 7Л (рис.2,б: крипа I -2.1 - Ш г ПО ом, крина 2 - 7Л як поел 1 дсвиий реяонансний контур г> параметрами ЫПОСЛ - I МКГИ, С (поел Г 15000 па, ШПУСЛ -- О, !фИНа 0 - Я (С паралельний розонянспий контур а параиотргши И пар -0,6 МГЦ, С!ПГ4> •: 50 п5, Шпар .. о( 7.р -. Яр гт по ОМ, Сф г. юооо п£). з графшп видно, що ашченнп частоти гмш.т при значениях, со розглядаэться, гзаракотрш ялемонт 1в кола олектроЕквлеиня зааходяться о д1апазон! частот* ю...150 кгп, цуттсио налегать п 1 д параметров елсиеит1з, . як1 модолотгь оп!р ъ\, та шридко зуеыцуюгься при з5!лькенн1 та СФ.

дисерта!г,К?н1{5 робот! розраховано та проапал1зопако йножувнне загасшсня гтр". лстанрзлокн! р сазооих Г- та П-подЮнйх Пл5 додаткосих шеохо частот! ¡их ПЗК (дроссл1в, Конденсатор!и та ЬС-к1л) э боку морея! елпктррживлення та . ппрстксрпвачи». НогсЕзагго, що встайовлення цн:: к!л дозполя«-зшва'еатм частоти екстреиу>.;!в у потрючия розробчику д!апа-садн частот, вроегёсет сисновки про еФективШсть р!зиик висс-кочастсшмх пзк.

Вкспорименгазьний авал1а пзэ тдтвордив результат!! теоретичного анал'зу.

такиу чкко^л, тсорсткчкий та скснэримектальний шеит ПЗК (ПЗ'З I ВИУ7Р!КН!Х ПЗК) показав, ЩО вну'Ф11ПН1 ПЗК ИОЖУЧЬ бут« заг.тосопан! для послабления завад у д!апизсп1 частот одш1иц1 - десятки мегагерц; для зкзгаения гавад на частотах н;счо I МГЦ, а тагсс:х па частотах, на яянх е$еягиппост! вг.ут-Р1СН1К пзк нздостатеьо, сл!д застосовунати пз®. ососдиву увагу при »рссгстуваш! пзк треба прид1лятн усукспко «резаль (екстр^кушв-гтииум) ¡чгастотнйх завбвностей внояуваиого эа-гасг.нъя той.

П:«Х^ня синтезу пз®, конкретн! рекоисндшШ я застосу-ваш'ч 1 результата роэробки- Ф1льтр!в наведен! в чет-

3 « р т и > ГОЭД1.-:1.

розроблени алгоритм синтезу ПЗФ. Процес синтезу розби-тнй на л 1)1 процедури: - синтез базових схем ГШ (що склада-ються з елеыокт1в, що встаиовлшгься дли зникення аавад в нцзькочастотнт частит дшюзону, що захищасться) та-, вотаноыення (в раз! 1:о()бх1дн;>от1) додаткорих високочастот-них ПЗК.

доведено, що рнасИдок Чснувашш иаразитних емносних та 1НДУКТИВНИХ зв'яэшв ы1ж едементаыи ПЗЩ дошльно застисову-рати одноланкош (для иесш/етричних завад) о'азов1 изФ.

flic зазначалось в ро: ;;1л! й, значения частота низькочас-тотного eiccTpeiiyMa-uiiilwc'M т-под!бного ПЗФ при однакивих значеннях !ндуктквностей дроселт зкаходяться в д1апазощ частот 10...150 кГц. тому, якщо у технхчному засданн! на розробку ГШ вказана як нижня частота д!апазону, що захища-; еться, частота ю кГц, так! ГШ застосоран! бути не ыожуть.

пор!вняльиий анал!з масогабаритних показник1в П-, Г-под!бних та емнюних ГШ доказав, що, якщо значения емное-.тей неоиметричних конденсатор!в ПЗФ у техШчиому завданн! на розробку пзф необмажен! i мозсуть бути вибран! а уиови забез-печення якомога менпюго об'ему або маси, найменшу суму об'е-(мае) елвктрорад!оелемент1в мамъ: при внотуваному загасали! до го. . .40 дБ на частот 1- 150 кГц - шшен! П3$, при вношуваному загасанн1 .вшца за 40...бо дБ на чао.тот1 150 кГц - П-нсд1бн1 ПЗФ; при обмекешх значеннях еаностей несимет-ричпих- конденсатора !Ш - п-под1бШ- ПЗФ.

Нроте, Ц-под1бн1 ПЗ& на рекомондуютьея до застосування, ■бо Ix вноауване аагасашш ишидко зменшуеться при зб1льшенн! ' доу&йни зазевдяючого проводу ГШ 1 стае малим у поришянн! з загасанняы Г-под1биих НЗф нав1ть при допаши! цього проводу . декХлька сантиметр!в.

Таким чином, пропонуеться застосовувати пзф, низысочае-ТОТН1 елемеити яких утворюють: Г-под!бний пзш, якщо нижньою частотой iH^.p^'jo-ii'', що Эахищаетьея, fn е частота 10 кГц, та 'Т-по«;г-;«ий ПЗф, яйцо fii 160 кГц (розрахунки показали, що .•¿/ем та тса т-нод!иК"ил гад за рюност! гндуктивностг Ix •'Чррсвд1в мегеко, His об'ем та п., .-и г-цод1Ьних 1Ш).

Виводс![1 ciUBUi дноиюння для гоирахунку основних пара-,уотр1р елемыщъ р1:ших па® при в 1до&раженн1 перетворшаль-иих пригл'ро'^а на еквШалмтшх суеыях посл^доштн сполучен-

ням джерсла тапруги та 1..СН-кола. Розрахунок провадиться на НИЖН1Й частот! д1апазону. Що захшдаеться, в процес! ' оп-тим1заци ГШ по об'ому або мае!.

Анал1з показав, що маявшсть обмсжень на значения емностей несиметричних конденсатор!в призводить до ног!ршон-ня масоглбаритних ноказмикш ГШ.

У робот] запрогюиовано шлях покравший масоглбаритних показ[шк1в ПЗФ, то полягае в усуненн! обмежень на'значения емностей несиметричних конденсатор!)! ПЗФ бея порушення вимог техн1ки безпеки. запропонован! та описащ техн!чн! р1шення протизавадних пристроив:

1) роздыьне заземления иеретворювача та ГШ;

2) пикор'истання протизавадних пристроТв з гальпашчним роэв' язупанням М1н ?х лихо дом та мережею електрозшвлення (так! пристроГ являть собою . каскадно з'еднан!. мервяний низько.чаетотнип трансформатор из бощ мерсда.1 -та 1Ш, IX ?ас-тосування доЩльни в мережах частотою 400 та юоо Гц);

3) викориатання симетричних конденсатор!п пзс для змен-шення несиметричиих запад (габармтн) розм1ри ГШ зменшупть-сп, бо значения емностей симетркчних конденсатор!в можуть бути значно б!лыпими, ни несиметричних, та вибран! такими, щоб забеспечити моиливо кенший об'ем пзф).

П розд1л! 4 вказан! основн! хзракторн! оспблирос.т! та 1юзитивн1 якост! кожного п вказаних р!шень, наведен! результата експерименталышх доел1дкень сфективносП ээпропонова-них пристроТв.

Вногауване загасання НЗФ, що побудсван! лигае на нияысо-частотних елементах, зннжустьея на писоких частотах, прячому у частотних залочшостях шгогауваного загасання ппф часто трапляються провалля у вигляд! екстрсмум1в-м1н1мум.

Розглянуто питания застосуваиня в ГШ високочастотних НЗК для шдвидзння вношуваного гягосання П3$ у високочас-тотн1й частин! д!апазону. На основ! результата анал!зу, який проведении у розд!л! я, запропоновап1 схемн! р!шення, що дозволяютб шляхом встановлення в ЛЗФ високочастотних еле-кеит!а «осуватй окстремуми-максимум частотних залеяягостей внеяуваного загасання !Ш у потриший розробнину д!апазон частот з метою компемсапп скстремум1в-м11?1мум. Шпстроюван-ия частоте з метою сумидення частот екстремуш в-*!н1мум та

екстремуы! й-шкеимуи приьадиться шляхом в!дпов!дного нибору-значень 1ндуктивностей високочастотних дросел!в та/або емкостей нисокочаетотиих конденсатор!в.

Запропоновано конструктивш ршення, що дозволяить зШнювати частоти екстреиум! в -максимум плавно (необхшчсть цього псв'язана з випадковкч розкидом парамегр!в елемент!в кола електроетнлешт). Ц! ртоння грунтумъся на застосу-ванш ПЗФ стр1чково-сп1рально! конструкцп на основ1 тдуко-ну (область е$ективно1 роботи цик ф!льтр1а - частоти в!д одиниць до сотен ыегаге). внелуване загасанпя - до ео д5, екшваиентш еьшост! несимзтричних конденсатора складають. 5..Л0 нанофарад).

На основ! досл!дженъ, що проведет, запропоновано захи-щений авторськиу св!доцтвом ПЗФ, внконаний з трьох 1зольова-них одна в1д одно! металевих стр.1 чок (шар!в Фольги), навитих на фероиагниний магн1топров!д. В розйШ 4 наведет схема навивания, екв1валентна елекгрична скеад П50 та частот»! за-дожност! ¡-юго вношуваного загасання при р1оннх аасобах з'еднанвя фрагмент!в серодньо! стр!чки. Наведено такок- результат}: експериаантгаьних дпсл!дкснь частотних залекносуей ьношувакого заге.сания пза> стр!чково-стралыю1 конструкцп, що складаються з двох 1зольованих одна тд одно! стр1чок.

В процзс1 синтезу, вндияеться к!лыса ГШ, що задоволь-ндагь умоора; техШчного завдашя. Остаточний вио1р Г)3й, що наг.бьчьга п1дходить, здШсниеться «а шдстав! результате ФуикШоналыю-варт1сного'анал1зу.

на основ1 розроблоних рекомендаШй з побудови ПЗФ запропоновано ун1$И:ованив ряд ГШ, призначених для ззгенвэння р1вня кондуктианих завад в!д р!зиих прнетрохв, та захисту апаратури В1д шрклшх зашд у частотних д1апазонах О,01...30 МГЦ 1 О,16...30 МГЦ.

Галузь застосуеаннк розроблоних 1Ш: електротехн!чн1, електронн! та радюалекгронн! пристро! аосутового ! спещ-алыюго призначення, що споаивамть е1д мерена електрожив-лення потугшЮть н!д ю вл до ю ;сВЛ.

Параметр!-» $1льтр1п: вношуване загасання - 20.. .70 дБ у дишазот частот ю кГц...80 мгц, робочий струн - до а А, Упруга - до 400 В, плтома потужи 1стъ - до 15000 Вт/дма.

Ф1льтри иобудован! на елементн!й баз1, гдо виготовляеть-ся в УкраШ. за електричними та масогабаритними покаэниками вони не поступаються ПЗФ ф!рм 51етлпз, г>1га££пег та (н..

У д о д а т к а х наведет матер1али, .до доповнюють основний 31Д1ст днсертацп, а такок акт я, що Шдтвердясувть впровадкення результат1в роботи.

Основн! результата робота:

1. Проведено теорегичний та експерименталышй йнал1з е$ективиост1 пзк в сплових колах перетворвеачиз напругм (внутрницх ПоК) та на 1х вход1 (протнзачадних $1льтр1в пзф).

2. П.(дтверджена коректтсть застосування л1.н!йио-пара-метрично!, а в деяких шпадках - лмшгог сна оснои1 методу компенсзпН) модел! кола електрржнвлешш для анаЛ1зу. ефек-тивност! внутрШшх ПЗК та ПЗФ. - . -

3. На основ!- уэагальнення результатов вим1рюпань 1мпе-данс1в перетворювальних пристро1н у широкому д!аназон1 частот запропоновано модел! цих пристро!в як джерел завад для анал1зу вношуваного эагасання ПЗФ.

4. ^зроблено методику анал!зу ефективноегД протизавад-ног дИ пзк, основою яко!е а»ал1з частотних залежнйстей вношуваного загасання пП$ та елемент1в матриц розв'язк1В. Прознал1зована ефектившсть р!зних внутршних ПЗК та- при р1зних су тому числ1, наразитних) параметрах кола електро-живления, особлива увага в процес! дос.иджень прид!лена анал!зу частот екстремум! в частотних залежностей. Показано, якими параметрами кола електроживлення ииэначаються частоти екстремум1в.

5. Созроблено алгоритм синтезу Ф!льтр!в для зкеншення завад на низьких та високнх частотах. Отримако матсматичн! вирази для розрахунку параметр!в елемептАв ПЗФ р1энйх ТИШв.

6. Розроблено рекомендацп э вибору схемнйх ршень $1льтр1в для зментення завад у широкому д1апазош частот.

запропоновано техн£чн1 рИпення. Що дозволять, не пору-шуючн вимог техШкй без1?еки, зняти обмеження (за с грумом ви-' току) на значения емностей иссииетричккх конденсатор 1т* ГШ- 1 таким чином покращити масогабаритн! показнйки ПЗЗ. ;

запропоновано ПЭФ стр!чково-сп!рал|.ноГ комструкпи; по-'

казана ix е$ективн!сть для зменшення завад на високих частотах.

7, Розроблено унхф-!кований ряд високоефективних малога-(Цритних па®. '

0сноан1 ..розультати дисертаци викладен! в роботах-.

I. Подавление электромагнитных подах в цепях электропитания / Г.С.Векслер, В. С .lie дочитав, В.В.Пилинский, 1!.В.Родионова, 8.А.Тешиков - К.: Техн1ка, 1090.- 167 с. (дисертант особисто написав розд!^ "Проектирование помехоподавлящих Фильтров" та розди 5 у ^швавторств! з тлшським в.в.).

й. Analysis and suppression of power supplies switching no 1st) / V.G.Abak'Uiiiov, V.V.PillnsV:y, V.A.iemikov et al // International Viroclav; symposium on electromagnetic compatibility smc-92 Rec.- p.2,- is62.- Р.зэ7-402 (дисертант с^лав екв1балзнтну cxeiiy кола електродавлення для анал1зу. загасання пзк, отрицав. результат« експериментальнсго дссл! дшлшя ПЗЕ слр1чково-с:н1рально1 конструкц! I).

3. Paviovsky V.A., Pillnsky V.V., Tamnliaiv. V.A. . Suppression of power lines noise Ц International conference on Power electronics & Electrical Drives: Proceedings. Kosice.- I9&2.- V.2. - P.427-480 (дисертант запропонував та списав шляхи покралянвя масогабаритних показникю ШШ.

4. пиланский В.В., Темников В.а. Проектирование помехо-подавляющих фильтров импульсных источников электропитания // Международный симпозиум' по электромагнитной совместимости: Сборник научвнх докладов. Санкт-Петербург.- IS93.- Ч. 2,-С.437-440 (дисертант . одержав формула для розрахунку параметр! в елеыент1в П3$, розробив рекомендацп а вибору схем 1Ш та i'x параметров).

5. Лузине.©., Пилинский В.в., темникоп в.А. Интерактивная система проектирования помехоподавлшцих фильтров импульсных источникоь злектропит;шия // Десятый международный рррилаь'скии симпозиум но электромагнитной совместимости .• Труда. Вроцлав.- 1 ООО.- ч. й.- С.&04-GS9 (дисертант запропо-нував алгоритм синтезу пэ» та модель кола олоктроживлення,

RWiuiay внадучаного загасьиня пда.

й. теиаиков В.А. Анализ а$&2ктмености помехоиодавляющих ■ цроойрнзоватольних устройств // 4-я Всесовз.на-

уч.-техн.конф. "Проблемы преобразовательной техники"» СбОрНИК НЗУЧИУХ ДОКлаЛОВ.- К.- 1087,- Ч.6.- С.238-240

7. темников В.А. Анализ кондуктипных помех, позникаипих при работе преобразовательных устройств // б-ая межотраслевая науч.-техн.конф. по средствам вторичного электропитания РЭА: Сборник научных докладов.- Ленинград, 1907. - с.94-95

8. Темников В.я., пилннский в.в., Родионова М.В. АНаЛИЗ сетевых помех от импульсных источников электропитания // Радиотехника: Респ. межвед,науч.-техн.сб.- 1083.- Внп.67.-С.П7-1Я5 (дисертзит провю анал1з спектрального складу засад в1д перетворввальних пристротв та запроионусап шляхи знипення гх р1еня.).

9. пекслер г.С., пилинский 13.в., темников в.А. Побняз-ние о^ктпвности помзхоподгвлятеях фильтров шпульснях ко-, точнчков электропитания // 3-е. Воесоюз. науч.-техн.совещ, "Проблема электромагнитной сопиестшости силовых полупроводникам:;: и'реобразоватетей": .■ Сборник научных докладов.- Таллинн, -1&вб.~ Ч.З.- С. 144-145 (дисертант зздропонував тлях похращання мссогабаритних показиик1в ПЗФ, що полягае в роздиьнсму зйземлешн перетворшальнкх пристроив 1 П35, та експернментально дов!в Иого е$ектйпн1сть),

Ю. пилинский В.В., Темников В.А. Вносимое затухание' сгтедах помзхоподавляэдкх фильтров при измерениях п регламентированных условиях.. и эксплуатации. // Радиотехника: Респ.мепвед.науч.-техн.сб.- 1634.- Вии.63.- СЛО-23 (дксер-тамт внконав аиал1з вноиуваного загасанчя П3$ за р1зшо! ссобливостей к1л елекгрояивлення).

11. Лузин с.В., Темников в.А. проектирование сетей» поаехоподавляхадх фильтров импульсных преобразователей напряжения // Проектирование и исследование полупроводниковых и электромеханических преобразователей: Сборник научных трудов.- к.- 1589.- С.Т25-1зг (дисертант одержав Форчули для розрахунку параметров ПЗФ, розрахував е$ектиш1сть ПЗи».

12. Пилг.«ский В.В., Тешикся в.А., Ивайченко В.Б. Со-' лайлант плектромагнитннх помех, генерируемых импульсниго преобразователями // 4-й Всесопв.науч.-тез?н.кояф. "ПровЛеКй преобразовательной техшЫи": Сборник научных докладов,- 1с.~ 1907.- Ч.Б.- сГЛ87-189 (дисертанф зайрононував шляхй шдви-' щешш вчсжупансо загасання П38 на высоких Частотах).

13. васецкий Ц-В., пилинский В.В., Родионова M.B., Темников В.а., иеалченко в.В. помехоподамяющий фильтр, ас )Г 16360?I. выл. изобр. 1991.- * II (дисертант запропонував ррзд1лити додаткову обмотку на складов! з кратнЮтю 2к, екс-Перицентально шдтвердив ефектишисть запропонованого р1шен-ня). .

14. Темников В.А. методика экспериментального исследования и расчета сетевых и выходных помех, создаваемых импульсными источниками электропитания. -К.- 1985.. - 81 с. - Деп. в укрниинти 15.01.; № 99 Ук-еьдеп.

16. Темников В.А. вносимое затухание помехоподавлящих Фильтров при различных параметрах цепи электропитания.- К.-I0Ö3.- 12 е.- деп. в УкрНИМГГИ 80.12<83, * I45Ö Ук-83Деп.

"и»

19)

."80 «

»V

2

\ ^

N ..... --

3 s

ajt

S.iO.t t.6 J.O 10 (..0 J.l 0.2 t.it.6 1.0 2.0 4.060

nT»

eo 6>

Рис. -E.

Темников В.л. иомехоподавляятие средства полупроводников»* преобразователей электрической энергий, диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по'специальности 05.09.1?, ~ полупроводниковые Преобразователи электроэнергии,. Киев.политеш!.ин-г, Киев, 1034.

яапттггся результаты теоретических и экспериментальных исследований помехонодавляюпих цепей, устанавливаемых в си-ловнх каскадах и на входе' ключевых полупроводниковых ■• преоб-разопателей напряжения, опубликованные в пэ научных работах. Ma основе разработанной методики проанализирована их Эффективность при различных параметрах (в том числе, паразитных) цепи электропитания. Разработаны модели преобразовательных устройств как источников помех, алгоритм и рекомендации по синтезу помехоподавдящих фильтров, эффективных в широком диапазоне частот, обоснован и спроектирован унифицированный ряд фильтров. Результата разработок внедрен«.в цромышленнос-ги. ...

Temntkov v.Л. Means of- Interferences suppression m semiconductor converters.

The results of •heoretlcai an') experimental research of tha means of Interference suppression in semiconductor, converters are defending, which were published in 39 papers. ■Analysis of their effectiveness at different power, supply's parameters (parasitic also) had been made. Models of converters as the Interference sources, algorithm and recomendatlons for the means of Interference suppression synthesis had ix?en working out. Unified series of RFI-filters is substantiated and designed. The results ere Introduced in Industry.

IfJOTOBl слова:

\иеретооргоач1 напруги ключового типу, електромагнЬта cyMicnicTb, електромапштШ заваДи, протигатдн! кола, Нро-тизавэдп! ф!Льтри.