Системный анализ и проектирование преобразователя с помощью ЭВМ

Современные методы проектирования автономных преобразователей дают оптимальные результаты, когда учитывается взаимное влияние всех звеньев системы преобразования (СП), т. е. осуществляется системный подход. В этом случае все элементы СП, включая и первичный источник энергии, должны проектироваться одновременно, а их выбор должен подчиняться заданному критерию качества. Этими критериями являются надежность, КПД, масса, объем, стоимость. Как правило, одновременное удовлетворение всех перечисленных критериев качества исключается из-за их очевидной противоречивости. Так, например, увеличение КПД приводит к снижению электромагнитных нагрузок на элементы и, следовательно, к увеличению массы.

Выберем критерием качества - минимум массы системы преобразования в целом. Рассматриваемая система преобразования содержит: первичный источник питания, полупроводниковые коммутирующие элементы, силовой трансформатор, задающий генератор выпрямитель и нагрузку. В этом случае критерии качества:
1) обеспечение работоспособности системы в течение заданного ресурса работы с заданной вероятностью безотказной работы.
2) максимально возможное значение КПД всей системы в целом.

Задача поиска при большом числе, когда заданы только прямые ограничения, представляет значительные трудности, так как число крайних точек допустимого множества решений равно, а при функциональных ограничениях теоретически равно бесконечности. С целью сокращения числа независимых переменных и сведения к минимуму количества функциональных связей для каждого 1-го звена системы, выводятся только две обобщенные функции: массы и потерь.

Рассмотрение поведения этих функций показывает, что они полностью отражают физические характеристики звена и его зависимость от внутренних (геометрии трансформатора, температуры, коэффициента усиления транзисторов и т. п.) и внешних (частоты, числа транзисторов, числа диодов в выпрямителе управлений. При известных аналитических (или любых других представлениях задача поиска оптимальных независимых переменных сводится к минимизации системы уравнений совместно с уравнением массы первичного источника энергии.

Читателю на заметку: в современном автомобиле сложное электрооборудование составляет четверть всей цены. Автоэлектрика, ремонт и диагностику которой не стоит откладывать, является основой безопасного и комфортного использования машины.