Проблемы развития источников вторичного электропитания (стр. 3 из 3)
Для плоских конструкций приh=10-20 мм значения h и т обычно очень близки, так как уменьшение шага ребер ограничено условиями теплообмена и толщиной ребер. При этом условии практически всегда справедливо неравенство.
Очевидно, что при неизменных параметрах элементов суммарный объем любой конструкции с присоединенным радиатором больше, чем объем оптимальной конструкции. В общем виде это подтверждается выражениями
Поэтому неограниченное уменьшение конструктивного объема устройства является бессмысленным, так как это приводит к неограниченному увеличению требуемой поверхности теплоотвода.
Переходя от соотношений, справедливых для транзисторной сборки или ключа, к соотношениям для различных преобразовательных устройств, необходимо отметить два основных отличия: не все составляющие потерь пропорциональны второй степени тока; не все элементы силовой части можно представить сопротивлениями.
Составляющая мощности потерь, которая при заданном токе нагрузки постоянна (часть мощности потерь в диодах, составных транзисторах, мощность в цепях управления и пр.), элементарно учитывается в исходном уравнении
Графически это приводит к подъему линии SТ (см.рис.3) на величину SТo Р0 . При этом все ранее выявленные закономерности сохраняются и изменяются лишь количественно.
Представление в модели индуктивных элементов становится возможным, если в объеме V1=S1hразмещается трансформатор единичной мощности с сопротивлением омических потерьR1 . Параллельное соединение nтаких трансформаторов при неизменном токе нагрузки приводит к уменьшению потерь в nраз. Если в объеме V1=S1hразмещается конденсатор с сопротивлением потерь R1, то параллельное соединение nтаких конденсаторов приводит к уменьшению потерь в nраз. Параллельное соединение любых элементов совершенно не обязательно понимать в буквальном смысле; необходима лишь эквивалентность параметров.
Поэтому исходная модель и основной параметр R1S1 являются достаточно обобщенными для того, чтобы полученные выводы были полезны для оценки методов миниатюризации различных классов преобразовательных устройств. К тому же не следует сводить все проблемы ИВЭ к созданию только конверторов, которые состоят из разнообразных элементов. Для импульсных регуляторов электродвигателей, устройств коммутации и защиты, регуляторов тока в обмотках управления (возбуждения) модель на основе R1S1- элементов применима непосредственно.
Необходимо обратить внимание на результаты использования более совершенной элементной базы при разных подходах к развитию ИВЭ. Если прогресс параметров элементной базы использовать для увеличения Рн / VK, то при уменьшении площади корпуса ИВЭ будут возрастать все тепловые сопротивления и уменьшаться эффективность радиатора. Возникнет тупиковая ситуация.
Вывод
Если прогресс параметров элементной базы, т.е. уменьшение R1S1 использовать для создания конструкций, близких к оптимальным, будет обеспечено непрерывное увеличение реальной удельной мощности устройств
Рн /Vtи повышение их КПД при отсутствии теоретического предела такому, совершенствованию преобразовательных устройств.
Литература
1. Конев Ю.И. Некоторые предельные возможности миниатюризации силовых полупроводниковых устройств. - ЭТВА, 3. - М.: Советское радио, 1972. - С.3-16.
2. Ковев Ю.И. Энергетические возможности миниатюризации силовых полупроводниковых интегральных устройств. - ЭТВА, №4. - М.: Советское радио, 1973. - С.3-16.
3. Ковев Ю.И. О миниатюризации вторичных источников питания. -ЭТВА, & 5. - М.: Советское радао, 1973.- С.З-І2.
4. Машуков Е.В., Конев Ю.И. МДП-транзисторы в ключевых регуляторах мощности. - ЭТВА, А 6. - М.: Советское радио, 1974,-С.13-23.
5. Тодд П. Импульсные источники питания становятся системными компонентами. - Электроника/Пер.с англ., - № 9-10. - М.: Мир, 1992. - С.75, 76.
6. Кашкаров А.П., Колдунов А.С. Оригинальные конструкции источников питания. – М., ДМК- Пресс, 2010 – 160 с.