Аналіз потужності втрат джерела живлення для контактного мікрозварювання

Tetiana O. Karbivska; Yuliia V. Kozhushko; Oleksandr F. Bondarenko

doi:10.20535/2523-4455.mea.208874

Т. 25 · № 3 · 2020 гру 28, 2020 Електронні системи та сигнали

Аналіз потужності втрат джерела живлення для контактного мікрозварювання

Tetiana O. Karbivska Відповідальний Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна

Yuliia V. Kozhushko Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна

Oleksandr F. Bondarenko Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна

Сторінки41-47 Опублікованогру 28, 2020

PDF

ТОМ 25 · № 3 · 2020 Переглянути випуск

Анотація

Проведено аналіз складових потужності втрат в основних функціональних блоках джерела живлення для контактного мікрозварювання – зарядному пристрої та формувачі імпульсів струму. Розглянуто альтернативну топологію побудови формувача імпульсів струму – топологію перетворювача з розділеним П-подібним фільтром. Також, проведено імітаційне моделювання схем функціональних блоків джерела живлення для контактного мікрозварювання за допомогою середовища LTspice, і виконано порівняння отриманих результатів із результатами аналітичних розрахунків. Отримані результати показали, що на високих частотах 200…500 кГц підвищується значимість втрат потужності в магнітних елементах та збільшується їх вплив на загальну ефективність подібних схем, що свідчить про необхідність врахування цих складових потужності втрат при проведенні практичних розрахунків.

Ключові слова

#контактне мікрозварювання #ємнісний накопичувач #зворотноходовий перетворювач #формувач імпульсів струму #потужність втрат #перетворювач з розділеним П-подібним фільтром #Split-pi перетворювач

Посилання

H. Zhang and J. Senkara, Resistance welding : fundamentals and applications. Boca Raton, FL : CRC/Taylor & Francis, 2006, ISBN: 9780849323461.
O. Bondarenko et al., “Modular Power Supply for Micro Resistance Welding,” Electr. Control Commun. Eng., vol. 12, no. 1, pp. 20–26, Jul. 2017, DOI: 10.1515/ecce-2017-0003.
I. Pentegov, V. Sydorets, I. Bondarenko, O. Bondarenko, and P. Safronov, “Estimation of supercapacitor efficiency in use for resistance welding,” in 2015 16th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE), 2015, pp. 142–145, DOI: 10.1109/CPEE.2015.7333360.
A. Capitaine, G. Pillonnet, T. Chailloux, F. Khaled, O. Ondel, and B. Allard, “Loss analysis of flyback in discontinuous conduction mode for sub-mW harvesting systems,” in 2016 14th IEEE International New Circuits and Systems Conference (NEWCAS), 2016, pp. 1–4, DOI: 10.1109/NEWCAS.2016.7604810.
C. Larouci, J.-P. Keradec, J.-P. Ferrieux, L. Gerbaud, and J. Roudet, “Copper losses of flyback transformer: search for analytical expressions,” IEEE Trans. Magn., vol. 39, no. 3, pp. 1745–1748, May 2003, DOI: 10.1109/TMAG.2003.810411.
A. V. Peterchev and S. R. Sanders, “Digital loss-minimizing multimode synchronous buck converter control,” in 2004 IEEE 35th Annual Power Electronics Specialists Conference (IEEE Cat. No.04CH37551), pp. 3694–3699, DOI: 10.1109/PESC.2004.1355129.
Y. Chen, P. Asadi, and P. Parto, “Comparative analysis of power stage losses for synchronous Buck converter in Diode Emulation mode vs. Continuous Conduction Mode at light load condition,” in 2010 Twenty-Fifth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2010, pp. 1578–1583, DOI: 10.1109/APEC.2010.5433442.
C. R. Sullivan, J. H. Harris, and E. Herbert, “Core loss predictions for general PWM waveforms from a simplified set of measured data,” in 2010 Twenty-Fifth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2010, pp. 1048–1055, DOI: 10.1109/APEC.2010.5433375.
Z. Ivanovic, B. Blanusa, and M. Knezic, “Power loss model for efficiency improvement of boost converter,” in 2011 XXIII International Symposium on Information, Communication and Automation Technologies, 2011, pp. 1–6, DOI: 10.1109/ICAT.2011.6102129.
M. I. Mihaiu, “Toward the ‘ideal diode’ using power MOSFET in full wave synchronous rectifiers for low voltage power supplies,” in 2008 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, 2008, pp. 1384–1387, DOI: 10.1109/SPEEDHAM.2008.4581138.
F. Fiorillo, C. Beatrice, O. Bottauscio, and E. Carmi, “Eddy-Current Losses in Mn-Zn Ferrites,” IEEE Trans. Magn., vol. 50, no. 1, pp. 1–9, Jan. 2014, DOI: 10.1109/TMAG.2013.2279878.
G. Veksler, Rozrakhunok elektrozhyvylʹnykh prystroyiv [Calculation of power supply devices]. Kyiv: Technika, 1970.
T. R. Crocker, “Power converter and method for power conversion,” U.S. Patent 20040212357 A1, 2004.
M. Singhai, N. Pilli, and S. K. Singh, “Modeling and analysis of split-Pi converter using State space averaging technique,” in 2014 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), 2014, pp. 1–6, DOI: 10.1109/PEDES.2014.7042109.
S. A. Khan, N. K. Pilli, and S. K. Singh, “Hybrid Split Pi converter,” in 2016 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), 2016, pp. 1–6, DOI: 10.1109/PEDES.2016.7914370.
A. Alzahrani, P. Shamsi, and M. Ferdowsi, “Single and interleaved split-pi DC-DC converter,” in 2017 IEEE 6th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), 2017, pp. 995–1000, DOI: 10.1109/ICRERA.2017.8191207.

Попередня у випуску Комп'ютерне моделювання та розрахунок індукції магнітного поля індукційного концентратора Наступна у випуску Фероелектричні наночастинки в нанокомпозиті. Вплив розподілу за розмірами на температурні залежності піроелектричного і електрокалоричного перетворення

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Квазістатична ідентифікація структури затінення сонячних панелей за методом векторів кардинальних чисел

PhD, доц. Олена Олегівна Абакумова, д-р техн. наук, проф. Валерій Якович Жуйков, Микола О. Лук'янов

У статті розглянуто проблему ідентифікації структури затінення сонячних панелей. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю швидкої та адекватної реконфігурації…

#Сонячні панелі #Фотоелектрична поверхня #Моделювання структури тіней #Квазістатична ідентифікація

с. 362283.1-362283.7

10.20535/2523-4455.mea.362283

Комплексний метод виділення неінвазивного сигналу фетальної електрокардіограми та класифікації серцевих аритмій

Дмитро А. Шевчук, канд. техн. наук, доц. Наталія Георгіївна Іванушкіна

Стаття присвячена розробці комплексного методу виділення фетального електрокардіосигналу (ФЕКГ) з неінвазивних абдомінальних записів та подальшої автоматизованої…

#абдомінальні електрокардіограми #фетальна електрокардіограма #аритмія #сліпе розділення джерел

с. 356487.1-356487.11

10.20535/2523-4455.mea.356487

Імітаційне моделювання фільтро-компенсаційного перетворювача для трифазної трипровідної мережі

Іван Андрійович Вакуленко, канд. техн. наук, доц. Дмитро Анатолійович Миколаєць, канд. техн. наук, доц. Катерина Сергіївна Клен

У цій статті розглядається критична проблема погіршення якості електроенергії в сучасних енергосистемах, спричинена поширенням нелінійних навантажень. Такі навантаження…

#фільтр-компенсаційний перетворювач #трифазна трипровідна мережа #якість електроенергії #повне гармонійне спотворення

с. 361138.1-361138.6

10.20535/2523-4455.mea.361138

Схожі статті

Myhailo Yuhymovych Artemenko, Larysa Mykolaivna Batrak, Serhii Yosyfovych Polishchuk, Повна потужність та коефіцієнт корисної дії трифазної чотирипровідної системи живлення , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 3 (2018)
Andrii Volodymyrovych Osinsky, Andrii Volodymyrovych Diahiliev, Oleksandr Vasylovych Borysov, Nataliia Mykolaivna Liakhova, Marat Serhiiovych Onachenko, Nina Olehivna Sukhovii, Ihor Vitaliiovych Masol, Volodymyr Ivanovych Osinsky, Рекордна ефективність сонячних батарей на варізонних трінітрідах квантових енесторів-зоністорів , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 5 (2018)
Sergey M. Osinov, Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Boris Ivanovych Lupyna, Olexandr Vasylovych Borisov, Моделювання багатофункціанального терморезистивного перетворювача, що використовує технологію теплообміну , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 2 (2019)
Іван Андрійович Вакуленко, канд. техн. наук, доц. Дмитро Анатолійович Миколаєць, канд. техн. наук, доц. Катерина Сергіївна Клен, Імітаційне моделювання фільтро-компенсаційного перетворювача для трифазної трипровідної мережі , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)
Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Olexander Vasylovych Borisov, Лабораторний тестер сонячних елементів з динамічною реконфігурацією вимірювальної схеми , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Igor Yevheniiovych Korotyeyev, Marius Klytta, Аналіз процесу в просторі двох змінних , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)
Mykola Fedorovych Zhovnir, Вимірювальний перетворювач кутових переміщень з використанням фазових набігань електричного поля поверхневих акустичних хвиль , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 5 (2017)
Maksym Serhiiovych Fil, Dnys Yurevych Lebeddev, Leonid Mykolaiovych Pavlov, Підвищення стійкості цифрового телебачення до перешкод , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 5 (2019)
PhD, доц. Олена Олегівна Абакумова, д-р техн. наук, проф. Валерій Якович Жуйков, Микола О. Лук'янов, Квазістатична ідентифікація структури затінення сонячних панелей за методом векторів кардинальних чисел , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)
Yaroslav Ivanovych Starovoit, Serhii Viktorovych Kurdiuk, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Фізичні поля циліндричних гідроакустичних антен з екраном і циліндричними п’єзокерамічними випромінювачами з радіальною поляризацією , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)

1-10 з 256 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] H. Zhang and J. Senkara, Resistance welding : fundamentals and applications. Boca Raton, FL : CRC/Taylor & Francis, 2006, ISBN: 9780849323461.

[2] O. Bondarenko et al., “Modular Power Supply for Micro Resistance Welding,” Electr. Control Commun. Eng., vol. 12, no. 1, pp. 20–26, Jul. 2017, DOI: 10.1515/ecce-2017-0003.

[3] I. Pentegov, V. Sydorets, I. Bondarenko, O. Bondarenko, and P. Safronov, “Estimation of supercapacitor efficiency in use for resistance welding,” in 2015 16th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE), 2015, pp. 142–145, DOI: 10.1109/CPEE.2015.7333360.

[4] A. Capitaine, G. Pillonnet, T. Chailloux, F. Khaled, O. Ondel, and B. Allard, “Loss analysis of flyback in discontinuous conduction mode for sub-mW harvesting systems,” in 2016 14th IEEE International New Circuits and Systems Conference (NEWCAS), 2016, pp. 1–4, DOI: 10.1109/NEWCAS.2016.7604810.

[5] C. Larouci, J.-P. Keradec, J.-P. Ferrieux, L. Gerbaud, and J. Roudet, “Copper losses of flyback transformer: search for analytical expressions,” IEEE Trans. Magn., vol. 39, no. 3, pp. 1745–1748, May 2003, DOI: 10.1109/TMAG.2003.810411.

[6] A. V. Peterchev and S. R. Sanders, “Digital loss-minimizing multimode synchronous buck converter control,” in 2004 IEEE 35th Annual Power Electronics Specialists Conference (IEEE Cat. No.04CH37551), pp. 3694–3699, DOI: 10.1109/PESC.2004.1355129.

[7] Y. Chen, P. Asadi, and P. Parto, “Comparative analysis of power stage losses for synchronous Buck converter in Diode Emulation mode vs. Continuous Conduction Mode at light load condition,” in 2010 Twenty-Fifth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2010, pp. 1578–1583, DOI: 10.1109/APEC.2010.5433442.

[8] C. R. Sullivan, J. H. Harris, and E. Herbert, “Core loss predictions for general PWM waveforms from a simplified set of measured data,” in 2010 Twenty-Fifth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2010, pp. 1048–1055, DOI: 10.1109/APEC.2010.5433375.

[9] Z. Ivanovic, B. Blanusa, and M. Knezic, “Power loss model for efficiency improvement of boost converter,” in 2011 XXIII International Symposium on Information, Communication and Automation Technologies, 2011, pp. 1–6, DOI: 10.1109/ICAT.2011.6102129.

[10] M. I. Mihaiu, “Toward the ‘ideal diode’ using power MOSFET in full wave synchronous rectifiers for low voltage power supplies,” in 2008 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, 2008, pp. 1384–1387, DOI: 10.1109/SPEEDHAM.2008.4581138.

[11] F. Fiorillo, C. Beatrice, O. Bottauscio, and E. Carmi, “Eddy-Current Losses in Mn-Zn Ferrites,” IEEE Trans. Magn., vol. 50, no. 1, pp. 1–9, Jan. 2014, DOI: 10.1109/TMAG.2013.2279878.

[12] G. Veksler, Rozrakhunok elektrozhyvylʹnykh prystroyiv [Calculation of power supply devices]. Kyiv: Technika, 1970.

[13] T. R. Crocker, “Power converter and method for power conversion,” U.S. Patent 20040212357 A1, 2004.

[14] M. Singhai, N. Pilli, and S. K. Singh, “Modeling and analysis of split-Pi converter using State space averaging technique,” in 2014 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), 2014, pp. 1–6, DOI: 10.1109/PEDES.2014.7042109.

[15] S. A. Khan, N. K. Pilli, and S. K. Singh, “Hybrid Split Pi converter,” in 2016 IEEE International Conference on Power Electronics, Drives and Energy Systems (PEDES), 2016, pp. 1–6, DOI: 10.1109/PEDES.2016.7914370.

[16] A. Alzahrani, P. Shamsi, and M. Ferdowsi, “Single and interleaved split-pi DC-DC converter,” in 2017 IEEE 6th International Conference on Renewable Energy Research and Applications (ICRERA), 2017, pp. 995–1000, DOI: 10.1109/ICRERA.2017.8191207.