Hálózatbarát PFC egyenirányító tervezése és vizsgálata
Ma már kevés olyan modern, villamos energiával működő berendezés és készülék létezik, amely valamilyen elektronikus energia-átalakítót ne tartalmazna. A berendezések nagy része hálózati váltakozó feszültségből előbb egyenirányítással simított egyenfeszültséget vagy egyenáramot képeznek, majd az ily módon képződő közbülső egyenfeszültségből vagy egyenáramból további energia-átalakítók felhasználásával állítják elő az adott alkalmazáshoz szükséges szabályozott villamos mennyiséget. Hogy a hálózatszennyezést csökkentsék, úgynevezett PFC (Power Factor Correction = teljesítménytényező-javító) konvertert építenek be a diódás egyenirányító után. Ennek hatására a fogyasztó ohmos terhelést jelent a hálózat számára, azaz a „hálózatbarát” egyenirányító a fogyasztói oldalon keletkező hálózati szennyezéseket nem engedi kijutni a hálózatra.
A TDK munka célja, hogy a mechatronikai mérnöki szerkezetekben gyakran előforduló teljesítménytényező-javító konvertert bemutassa, részletesen ismertesse működésének elvét, és vizsgálja jelenségeit számítógépes szimulációkkal. Emellett nagy hangsúlyt kap a dolgozatban a konverter megtervezése és megvalósítása annak gyakorlati kérdéseire is részletesen kitérve.
A dolgozat részletesen leírja a teljesítményelektronikai rész megtervezését és elkészítését, illetve a szabályozási algoritmus dsPIC mikrovezérlőben való implementálását. A gyakorlati megvalósítás tárgyalása során említést teszek a fontosabb tervezési irányelvekről, amelyek figyelmen kívül hagyása akár az áramkör használhatatlanságát is eredményezheti. Kitérek még a számítási lépések optimalizálására is, amely ahhoz szükséges, hogy kellő sebességgel fusson a szabályozási algoritmus a célhardveren. Az általam tervezett konverterhez tartozik egy nyomógombokból és LCD kijelzőből álló felhasználói felület is, ahol is nyomon követhetőek az aktuális mért értékek, beállíthatóak a szabályozás főbb paraméterei és a kívánt kimeneti feszültség. A szabályozási algoritmust és az áramkör viselkedését MATLAB Simulink környezetben vizsgálom.
Irodalom:
1. Emadi, A.: Integrated Power Electronic Converters and Digital Control. ISBN: 978-1-4398-0069-0, CRC Press 2009, Chapter 3
2. O. Dranga, Chi K. Tse and Herbert H. C. IU, István Nagy: Bifurcation behavior of a power-factor-correction boost converter, International Journal of Bifurcation and Chaos, Vol. 13, No. 10 (2003) 3107-3114, World Scientific Publishing Company
3. AN1106: Power Factor Correction in Power Conversion Applications Using the dsPIC® DSC, Microchip Corp.
