No/VOL: 09/2005 Page no. 16-24
Authors: Robert Stala :
Title: Stany awaryjne i obserwacja napięć na kondensatorach komó-rek przekształtnika wielokomórkowego dc/dc
Abstract: W pracy przedstawiono analizę stanów awaryjnych oraz wpływ niedokładnego generowania sygnałów sterujących na stan przekształtnika wielokomórkowego z obwodem balansującym. Podział napięcia źródła dla wielopoziomowej modulacji napięcia wyjściowego w przekształtniku wielokomórkowym realizują kondensatory naładowane do odpowiednich wartości napięć. Zaburzenie proporcji pomiędzy napięciami na poszczególnych kondensatorach komórek powoduje zwiększenie wartości maksymalnej napięcia na łącznikach powyżej wartości projektowanej oraz uniemożliwia prawidłową modulację napięcia wyjściowego. Szeregowy układ RLC (obwód balansujący), o odpowiednio dobranej częstotliwości rezonansowej, dołączony równolegle z od-biornikiem zapewnia stabilizację napięć na kondensatorach przekształtnika bez konieczności dodatkowego sterowania i pomiarów napięć. W stanie nieprawi-dłowej proporcji napięć źródeł w układzie, w prądzie obwodu balansującego występuje składowa o częstotliwości impulsowania pojedynczej komórki, która wywołuje zmianę napięć na kondensatorach komórek. Przedstawiono model matematyczny przekształtnika wykorzystywany do odtwarzania w czasie rze-czywistym napięć na kondensatorach wewnętrznych przekształtnika. Pomiar prądu układu balansującego i prądu odbiornika oraz wykorzystanie sygnałów sterujących pozwala na odtworzenie przebiegów napięć kondensatorów komórek i rozpoznanie stanów awaryjnych przekształtnika. W wyniku wystąpienia błędów statycznych przy generowaniu impulsów sterujących w przekształtniku może wystąpić stan ustalony z nieprawidłowym podziałem napięć na konden-satorach wewnętrznych. Jest to przypadek, w którym pomimo nieprawidłowego podziału napięć na kondensatorach przekształtnika w prądzie balansującym nie występuje składowa o częstotliwości impulsowania pojedynczej komórki, ponieważ składowa o tej częstotliwości nie występuje w napięciu wyjściowym. Dla niektórych rodzajów stanów awaryjnych przedstawiono propozycje sterowania umożliwiającego pracę układu przez eliminację uszkodzonej komórki.
Key words: przekształtnik wielokomórkowy, modulacja wielopoziomowa, przekształtnik dc/dc