Convertor de Curent Continuu

1. SCHEMA BLOC A CONVERTORULUI DE CURENT CONTINUU CU 4 CADRANE ÎN PUNTE

c

Fig.1. Schema bloc a unui convertor cc-cc cu 4 cadrane în punte cu comandă PWM

1.1. REDRESORUL MONOFAZAT

Procesul de redresare constă în transformarea energiei electromagnetice de curent alternativ în energie electromagnetică de curent continuu. Schema bloc a unui redresor monofazat este prezentată în figura 1.

Fig 1. Schema bloc a redresorului monofazat

Transformatorul (T) are rolul de a separa consumatorul de reţea şi de a modifica tensiunea reţelei la valoarea necesară pentru a obţine o anumită tensiune continuă. Redresorul (R) este un circuit care conţine cel puţin un element neliniar, capabil să transforme tensiunea alternativă într-o formă de undă cu componenta continuă diferită de zero. Filtrul (F) are rolul de a atenua ondulaţiile tensiunii redresate.

1. Redresoare monoalternanţă fără punte:

Schema electrică a redresorului dublă-alternanţă în punte este prezentată în figura 2. Dacă se consideră un transformator fără pierderi de flux, alimentat în primar cu tensiunea :

e1 = E1 sin (ωt) (1)

, în secundar vom obţine :

e2 = E2 sin (ωt) (2)

Rezistenţa de pierderi a transformatorului poate fi calculată cu formula :

Rt = r2 + (n2 / n1)² r1 (3)

Fig 2. Schema electrică a redresorului monoalternanţă fără filtru

Într–un redresor, dispozitivul semiconductor lucrează la semnal mare, neliniarităţiile dispozitivului producând efectul de redresare. Pentru redresorul prezentat în figura 2, în alternanţa negativă a tensiunii din secundarul transformatorului, dioda D este polarizată direct permiţând trecerea curentului prin sarcină, iar în alternanţa negativă dioda D este blocată. În figura 3 sunt prezentate formele de undă care corespund funcţionării unui redresor monoalternanţă fără filtru.

Curentul prin sarcină se deduce analitic din figura 3.

is = Is sin (ωt), 0 < ωt < π (4)

is = 0, π < ωt < 2π (5)

, unde :

Is reprezintă valoarea maximă a curentului prin sarcină şi are valoarea :

Is = E2 / (Rt + Rd + Rs) = E2 / (Ri + Rs) (6)

Rd reprezintă rezistenţa diferenţială a diodei şi rezultă din liniarizarea caracteristicii acesteia;

Ri reprezintă rezistenţa internă a redresorului.

Tensiunea pe sarcina rezistivă Rs are expresia :

us = Rs is = Is sin (ωt), 0 < ωt < π (7)

us = 0, π < ωt < 2π (8)

Tensiunea medie (redresată) în sarcină este :

Uo = Us / π (9)

Fig 3. Formele de undă pentru un redresor monoalternanţă fără filtru

, iar tensiunea efectivă este:

Uef = Us / 2 (10)

2.Redresoare dublă alternanţă în punte:

Schema electrică a redresorului dublă-alternanţă în punte este prezentată în figura 4.

Fig 5. Formele de undă pentru un redresor dublă alternanţă fără filtru

În alternanţa pozitivă a tensiunii E2 conduc diodele D1 şi D4 (D2 şi D3 sunt blocate),iar în alternanţa negativă conduc diodele D2 şi D3 (D1 şi D4 sunt blocate). Formele de undă ale tensiunii din secundarul transformatorului sunt prezentate în figura 5.