Regulation characteristics of the step-down switching regulator which operates оn a rechargeable battery

Abstract

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.