Dreiphasen-Dreischalter-Dreipunkt- Pulsgleichrichtersystem

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206 Kapitel 8: DC/DC Ausgangsstufe Eine Ausgangsind. Zwei Ausgangsind. Ausgangsinduktivität L 10 µH 2 L 20 µH Strombelastung der Ausgangsind. O i 200 A Rippelstrom iL p− p Spannungsbeanspruchung der Gleichrichterdiode Spannungsbeanspruchung der Freilaufdiode iO 2 1− δ i − 1− 2δ ∆ , 20 A ⋅ C, p p u O 120 V δ u O 60 V 2δ Strombeanspruchung der Gleichrichterdiode i O ⋅δ 80 A iO ⋅δ 2 Strombeanspruchung der Freilaufdiode 1 i O ⋅ ( − δ ) 2 20 A iO ⋅ ( 1− δ ) 2 100 A 60 A u O 120 V δ u O 120 V δ Tab.8.1: Vergleich der Induktivitätswerte, Drosselströme, mittleren Strom- und maximale Spannungsbeanspruchungen eines 10kW 48V/200A DC/DC Konverters bei einem typischen Tastverhältnis δ = 0.4 für Einsatz von einer oder zwei Ausgangsinduktivitäten. 40 A 60 A Im Folgenden soll die Stabilität des Mittelpunktes M’ der Eingangsspannung u1 (Abb.8.2) für eine Ausgangsinduktivität durch Analyse des Verhaltens bei einer Unsymmetrie 1 ua = 2 1 u − ∆u 1 ub = 2 1 u + ∆u (8.5) im Vergleich zum bekannten Systemverhalten des Konverters mit zwei Ausgangsinduktivitäten untersucht werden [92], Abb.8.3(b)). Unter Berücksichtigung der Ersatzschaltung nach Abb.8.3(c) und der zugehörigen Zeitverläufe (Abb.8.3(e)) ergibt sich für das System nach Abb.8.3(a) unabhängig von ∆u u O N2 = ⋅ ( ua + ub) ⋅δ N 1 (8.6) (δa = δb = δ kennzeichnet das Tastverhältnis der Leistungstransistoren des Konverters a oder b). Für den lokalen, über eine Pulsperiode erstreckten Mittelwert iM,avg des Mittelpunktstromes iM ergibt sich iM, avg = 0. (8.7)
Abb.8.3: Schaltungsstruktur des Leistungsteils des DC/DC Konverters für eine gemeinsame (a) oder zwei getrennte (b) Ausgangsinduktivitäten. (c) und (d): Ersatzschaltungen der Systeme ohne Transformator; die gestrichelte Verbindung der Punkte A und B in (d) soll die eingangsseitige Serienschaltung der beiden Teilsysteme andeuten. (e) und (f): Zeitverlauf des Gesamtstroms und der Teilströme der Systeme (a) und (b) bei Annahme einer sprungartig auftretenden Unsymmetrie ua = ½ u1 – ∆u, ub = ½ u1 + ∆u der Teilspannungen; qa and qb bezeichnen die elektrischen Ladungen, die den Eingangskondensatoren Ca und Cb entnommen werden. Kapitel 8: DC/DC Ausgangsstufe 207
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Kurzfassung Moderne Stromversorgung
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