DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2019.10.04

Pегулювальні характеристики iмпульсного регулятора понижувального типу, що працює на акумулятор

Volodymyr Romashko, Larysa Batrak

Анотація


Метою роботи є дослідження особливостей роботи імпульсного регулятора постійної напруги понижувального типу у випадку, коли на його виході підключено акумулятор, що працює в буферному режимі. Проведено аналіз його регулювальних характеристик при наявності та відсутності конденсатора достатньо великої ємності на вході регулятора. Відзначено, що при наявності акумулятора на виході регулятора напруги, останній працюватиме в режимі регулювання вихідного струму (струму заряджання акумулятора). Показано, що для забезпечення можливості передавання від джерела електричної енергії до акумулятора максимально можливої енергії, необхідно встановлювати на вході імпульсного регулятора конденсатор з достатньо великою ємністю. Регулювальні характеристики отримано для різних значень співвідношення напруг акумулятора та джерела живлення. Визначено умови, за яких від джерела електричної енергії до акумулятора передаватиметься максимально можлива потужність. Показано, що за певних умов, струм заряджання акумулятора може перевищувати струм короткого замикання джерела електричної енергії. Визначено умови, за яких в індуктивності регулятора виникатиме режим переривчастого струму. З урахуванням можливості виникнення такого режиму проведено уточнення одержаних регулювальних характеристик. Регулювальні характеристики побудовано з урахуванням необхідності обмеження втрат електричної енергії в акумуляторі. Для цього визначалося максимально допустима величина відносного внутрішнього опору акумулятора. За необхідності обмеження втрат енергії в джерелі електроживлення, вигляд одержаних регулювальних характеристик залишатиметься незмінним. Однак, у цьому випадку, необхідно буде використовувати обмежену ділянку цих характеристик. Зроблено висновок, що при роботі імпульсного регулятора на акумулятор, для визначення його регулювальної характеристики обов’язково необхідно враховувати внутрішіній опір джерела електроживлення. Без урахування цього опору регулювальна характеристика імпульсного регулятора є невизначеною.


Ключові слова


імпульсний регулятор; акумулятор; регулювальна характеристика; режим переривчастого струму; відбір максимальної потужності; внутрішній опір

Повний текст:

PDF

Посилання


Bessonov, L. A. Teoretycheskye osnovy élektrotekhnyky. Élektrycheskye tsepy: uchebnik dlya akademicheskogo bakalavriata [The theory of Electrical Engineering. Electrical circuits: a textbook for bachelors]. Moskow: Publishing House Yurayt, 2019, 831.

Luo-Qi Soh, Chee-Chiang Derrick Tiew. Building of a portable solar ac & dc power supply. Intelligent Systems, Modelling and Simulation, 2014, doi: 10.1109/ISMS.2014.82.

Srinivasa, Kishore Babu Y., Tripura, Pidikiti. A DC-DC converter with battery energy storage system for electric vehicles. Journal of Control Theory and Applications, 33, 9, 61-69, 2016.

Romashko, V. Y. Ustroystva soglasovaniya nagruzki s istochnikom elektricheskoy energii [Matching device load from the source of electrical energy]. Energy saving. Energy. Energy audit, 2013, 1, 8, 67-74.

Falin, Jeff, Wang, Li. A boost-topology battery charger powered from a solar panel. Analog Applications Journal, 2011, 30, 17-20.

Yasaswini, Shirisha S., Uttej, V., Lakshmi, Pravallika Y. Design and implementation of efficient solar powered DC-DC boost converter for loads. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 2016, 03, 09, 1013-1020.

Anandhil, T. S., Prem, Kumar S. Application of DC-DC boost converter for solar powered traffic light with battery backup. Indian Journal of Science and Technology, 2015, 8(32), doi: 10.17485/ijst/2015/v8i32/84408.

Sheng-Yu, Tseng, Hung-Yuan, Wang. A photovoltaic power system using a high step-up converter for DC load applications. Energies, 2013, 6, 1068-1100, doi: 10.3390/en6021068 Energies.

Romashko, V. Y., Batrak, L. M. Osoblyvosti rezhymu roboty uz·hodzhuvalʹnoho impulʹsnoho rehulyatora, shcho pratsyuye na akumulyator [Features of the switching regulator operation оn a rechargeable battery]. Mikrosystemy, Elektronika ta Akustyka [Microsystems, Electronics and Acoustics], 2018, 4, 23, 22-30, doi: 10.20535/2523-4455.2018.23.4.131272.

Pui-Weng, Chan. DC-DC Boost Converter with Constant Output Voltage for Grid Connected Photovoltaic Application System. Available at: https://ccore.ac.uk/download/pdf/12342408.pdf.

Goncharov, Yu. P., Budonii, O. V., Morozov, V. G., Panasenko, M. V., Romashko, V. Ya, Rudenko, V. S. Peretvoryuvalna tehnika. Pidruchnik [Converting technique. Textbook]. Part 2. Kharkiv: Folio, 2000, 360.

Ivanov, A. A. Spravochnik po elektrotekhnike. [Handbook of Electrical Engineering]. Kiev: Vishcha shkola, 1984, 350.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. В 2 т. Том 1. Электрические цепи: учебник для академического бакалавриата / Л. А. Бессонов – Москва: Издательстово Юрайт. – 2019. – 831 с.
  2. Soh, Luo-Qi. Building of a portable solar ac & dc power supply / Luo-Qi Soh, Chee-Chiang Derrick Tiew // Intelligent Systems, Modelling and Simulation. – 2014. – doi: 10.1109/ISMS.2014.82.
  3. Srinivasa, Kishore Babu Y. A DC-DC converter with battery energy storage system for electric vehicles / Srinivasa Kishore Babu Y, Tripura Pidikiti // Journal of Control Theory and Applications. – 2016. – Т. 33. – № 9. – P. 61-69.
  4. Ромашко, В. Я. Устройства согласования нагрузки с источником электрической энергии / В. Я. Ромашко // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. – 2013. – № 8 – Т. 1. – С. 67-74.
  5. Falin, Jeff. A boost-topology battery charger powered from a solar panel / Jeff Falin, Li Wang // Analog Applications Journal. 2011. – 30. – Р. 17-20.
  6. Yasaswini, Shirisha S. Design and implementation of efficient solar powered DC-DC boost converter for loads / S. Yasaswini Shirisha, V. Uttej, Y. Lakshmi Pravallika // International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). – 2016. – Vol. 3. – Iss. 09. – P. 1013-1020.
  7. Anandhil, T. S. Application of DC-DC boost converter for solar powered traffic light with battery backup / T. S. Anandhil, S. Prem Kumar // Indian Journal of Science and Technology. – 2015. – Vol. 8(32). – doi: 10.17485/ijst/2015/v8i32/84408.
  8. Sheng-Yu, Tseng. A photovoltaic power system using a high step-up converter for DC load application / Sheng-Yu Tseng, Hung-Yuan Wang // Energies. – 2013. – 6. – P. 1068-1100. – doi: 10.3390/en6021068 Energies.
  9. Ромашко, В. Я. Особливості режиму роботи узгоджувального імпульсного регулятора, що працює на акумулятор / В. Я. Ромашко, Л. М. Батрак // Мікросистеми, Електроніка та Акустика. – 2018. – № 4. – Т. 23. – С. 22-30. – doi: 10.20535/2523-4455.2018.23.4.131272.
  10. Pui-Weng, Chan. DC-DC Boost Converter with Constant Output Voltage for Grid Connected Photovoltaic Application System / Pui-Weng Chan. URL: https://ccore.ac.uk/download/pdf/12342408.pdf.
  11. Гончаров, Ю. П. Перетворювальна техніка. Підручник. Ч. 2 / Ю. П. Гончаров, О. В. Будьонний, В. Г.Морозов, М. В. Панасенко, В.Я. Ромашко, В.С. Руденко. – Харків: Фоліо, 2000. – 360 с.
  12. Иванов, А. А. Справочник по электротехнике / A. А. Иванов – Киев: Вища школа, 1984. – 350 с.